[发明专利]手工电弧焊打底层之字形灭弧法及其在Q460高强钢对接平板焊接中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及利用手工电弧焊焊接对接焊缝的工艺方法，更加具体地说，涉及一种新型打底层焊接工艺方法及其在Q460高强钢平板对接焊接中的应用。

背景技术

对接焊缝采用手工电弧焊打底焊接时，普遍采用的是一点灭弧法或两点灭弧法，这两种方法存在以下缺点：一点灭弧法，电弧燃烧过程焊条端头指向焊缝中间部位，焊接过程易产生根部突出过高或焊瘤缺陷；两点灭弧法，电弧燃烧过程焊条端头分别快速点击试件根部两侧，以形成熔池，焊接过程灭弧若频率较快，则熔池不易观察，易产生夹渣缺陷，若灭弧频率较慢，则易产生焊瘤。

Q460高强钢在鸟巢、特高压输电铁塔等大型构架制造中广泛使用。2009年500千伏焦塔线起于焦作500千伏博爱变电站，止于新乡500千伏塔铺变电站，该线的272座铁塔全部用Q460高强钢制造，与常规钢材相比，铁塔总重减少了9.4%，共节约钢材1121吨，减少工程投资897万元，使工程单位造价降低约2%。现阶段各行业对Q460高强钢焊接工艺大部分采用手工电弧焊焊接方法，在焊接培训和现场施工过程中，存在以下问题：1焊接工艺制定不当；2焊接工艺参数不合理；3焊缝易产生成形不良、焊道过度不均匀等焊接缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种新型打底层焊接工艺方法，焊接过程中能够更好地观察熔池，减少打底层焊接缺陷的产生，为对接接头打底层焊接质量的保证提供操作技术方面的支持，该灭弧方法能够有效地控制焊缝根部的成形并能得到优良的焊缝组织。

本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现：

一种手工电弧焊的打底层灭弧方法，起弧点位于坡口根部靠近钝边2—3mm处，在引弧后沿坡口面向熔池的斜后方向轻带电弧，作停顿后横向摆动到坡口另一侧，观察该侧坡口熔合良好后，向起弧点的斜后方向灭弧，焊条端头运行轨迹形同“之”字形，具体来说，以接头宽度方向为X轴方向，以接口长度为Y轴方向（即焊接方向），在起弧点引弧后按照附图1所示进行运动，其运行轨迹在XOY平面的投影与X轴方向的夹角α为30—40°，做停顿后（即以便形成并维持熔池）横向摆动到坡口另一侧，在XOY平面的投影看来，此时焊条端头在横向摆动时穿过上一个焊接形成的熔池，穿过线距熔池顶端的距离h为整个熔池H的1/3—1/2，待观察该侧坡口熔合良好后，向该侧破口上起弧点的斜后方向（即与焊接方向Y轴方向相比）灭弧，在XOY平面的投影与X轴方向的夹角β为30—40°。这样以来，采用相同的运条方式完成整条打底层焊缝的焊接，焊接过程焊条端头的运条轨迹类似于“之”字型，形成的熔池沿着焊接方向（即Y轴方向）覆盖前一熔池的1/3—1/2。

底层焊接采用断弧焊方法，以往采用单点或两点断弧法：一点灭弧法，电弧燃烧过程焊条端头指向焊缝中间部位，焊接过程易产生根部突出过高或焊瘤缺陷；两点灭弧法，电弧燃烧过程焊条端头分别快速点击试件根部两侧，以形成熔池，焊接过程灭弧若频率较快，则熔池不易观察，易产生夹渣缺陷，若灭弧频率较慢，则易产生焊瘤。

采用“之”型灭弧法就能很好地解决上述缺点。首先，在坡口一侧靠近根部2－3mm处引燃电弧后，将焊条端头沿坡口面快速向熔池的斜后方向轻带电弧，观察该侧坡口熔合良好后，横向移动到另一侧坡口面处，待该坡口面溶化并形成饱满的熔池后向起弧点斜后方灭弧，形成第一个熔池（座）。向斜后方向灭弧可以避免焊条端头已熔化而未过度到熔池的铁水粘贴到未焊接的坡口上，同时利用电弧的吹力将覆盖在熔池表面的熔渣吹向后方，更加利于第二次引弧便于接头。再次引燃电弧的位置可选择第一次引弧的坡口面侧，也可选择第一次灭弧的坡口面侧，运条方式与第一次相同。整条打底层焊缝均按该方式焊接，焊接过程焊条端头的运条轨迹类似于“之”字型，以此方法进行焊接能够较清晰的观察熔池，保障打底层根部突出的均匀性，减小飞溅、熔渣对焊接过程的影响，提高焊接质量，能够利用电弧的吹力，将覆盖在熔池表面的熔渣吹到熔池的后方，利于熔池的观察，便于再引弧和接头。

利用上述手工打底层的灭弧方法对Q460高强钢进行对接平板焊接，Q460高强钢手工电弧焊对接平板焊接工艺如下：

1）将试件的坡口及表面15mm范围内打磨出金属光泽，然后进行试件装配组对，坡口角度为30-35°、根部间隙为（2.5-3.2）mm、钝边为（0.5-1.0）mm、错边量小于1mm；

2）在试件两端进行定位焊，焊点长度小于10mm；

3）焊接顺序采用多层多道焊接工艺方法进行。

所述多层多道焊接工艺方法包括打底层焊接工艺、填充层焊接工艺和盖面层焊接工艺：