[发明专利]中厚板I型坡口大间隙不清根焊接工艺

说明书

技术领域

本发明涉及钢结构制造领域，更具体地说，涉及中厚板焊接技术领域。

背景技术

中厚板结构在船舶船板和壳体、港口机械箱梁、跨海大桥面板等广泛应用。中厚钢板对接拼焊是钢结构制作中占重要的组成部分，直接影响产品质量和生产效率。传统的方法一般采用开V型坡口，正面焊接，背面清根，再进行焊接，其焊接制作效率低下，耗能高，环境污染严重，成本高，急需一种高效低碳不清根I型坡口焊接新方法，即：不开V型坡口、不清根的焊接方法。

目前，I型坡口不清根埋弧自动焊方法多采用双面单道埋弧焊，但对坡口及装配间隙要求严格，其应用的前提是坡口为直边，装配间隙≤1mm，错变量≤1mm才能实现。但在中厚钢板切割中，由于等离子切割是火焰切割效率的3倍，而被广泛采用，但等离子切割导致切割坡口质量差，切割面垂直度不高，导致板材拼焊时，形成一定坡口角度5～10°，间隙3～5mm。若采用目前的I型坡口不清根埋弧焊（SAW），其焊接质量不稳定，易产生夹杂、气孔和未熔合等缺陷，造成大量的返修。因此，中厚钢板需采用火焰切割或机械加工，且装配间隙控制1mm以内，才能实现I型坡口焊接。但由于采用火焰切割效率低下，机械加工增加工序，而且拼装间隙要求严格，造成I型坡口不清根焊接整体效率低下。因此，在切割质量和预拼装精度不高情况下，实现I型坡口不清根焊接已成为难题。

此外，在船舶用中厚板I型坡口不清根埋弧焊焊接质量要求不是很高，一般要求5％的UT超声波探伤抽查，而对于重型机械中厚板I型坡口焊缝要求严格，要求100％的UT探伤，并且20％的RT拍片。因此，船舶企业采用的I型坡口不清根焊接方法：双面单道埋弧焊方法对于切割质量不高、装配间隙大的I型坡口焊接，焊接质量不合格，无法满足重型装备企业对于I型坡口不清根焊接的质量要求。

发明内容

本发明旨在提出一种能够应用于等离子切割工艺的中厚板I型坡口大间隙不清根焊接工艺。

根据本发明的一实施例，提出一种中厚板I型坡口大间隙不清根焊接工艺，包括如下的步骤：

切割及焊前装配步骤，采用等离子切割中厚板，将中厚板装配形成I型坡口，坡口根部间隙小于等于3mm，坡口正面间隙小于等于5mm。

正面打底焊，以小电流摆动焊接方式在坡口正面进行打底焊，正面打底焊在大间隙中形成焊缝但不焊穿。

正面盖面焊，以小电流在坡口正面进行埋弧焊，正面盖面焊过程中不烧穿打底焊的焊缝。

背面埋弧焊，不经过碳刨清根直接在坡口背面进行埋弧焊，背面埋弧焊的电流使得背面埋弧焊熔深h3为中厚板厚度T的3/4。

在一个实施例中，切割及焊前装配步骤包括采用熔化极气体保护焊GMAW进行点焊加固，焊接采用实心焊丝。

在一个实施例中，正面打底焊采用熔化极气体保护焊GMAW，保护气体为CO₂，使用实心焊丝焊接。比如，正面打底焊采用直径为1.2mm的实心焊丝焊接，正面打底焊熔深h1为中厚板厚度T的1/3～2/3。

在一个实施例中，正面盖面焊采用直径4.0mm的实心焊丝进行埋弧焊，正面盖面焊熔深h2小于正面打底焊熔深h1。较佳的，正面盖面焊采用小电流交流埋弧焊。

在一个实施例中，背面埋弧焊采用直径4.0mm的实心焊丝进行埋弧焊，熔深焊透根部，背面埋弧焊熔深h3满足T-h1<h3≤T，其中T为中厚板的板厚，h1为正面打底焊熔深。较佳的，背面埋弧焊采用大电流直流埋弧焊。

在一个实施例中，中厚板的板厚为7～14mm。

本发明的中厚板I型坡口大间隙不清根焊接工艺在I型坡口焊接中的适用性更强，对等离子切割质量不高、装配间隙大、错变量变化不敏感，可实现大间隙I型坡口背面不碳刨清根焊接。焊接质量稳定，焊缝满足一级焊缝要求，100％UT探伤，100％RT拍片合格。中厚板不需火焰切割或机加工坡口，装配间隙要求不严，焊接生产效率高。

附图说明

本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1揭示了根据本发明的一实施例的中厚板I型坡口大间隙不清根焊接工艺的流程图。

图2揭示了本发明的方法中装配形成的大间隙I型坡口的结构图。

图3揭示了本发明的方法中正面打底焊的示意图。

图4揭示了本发明的方法中正面盖面焊的示意图。

图5揭示了本发明的方法中背面埋弧焊的示意图。

具体实施方式