[实用新型]板材的窄间隙焊接坡口

说明书

技术领域

本实用新型涉及焊接技术领域，更具体地说，涉及高强度材质中厚板材的焊接技术。

背景技术

随着海洋工程技术领域的不断发展，对高强度/超高强度钢材的需求也不断增加。应用于海洋工程的钢结构需要面对复杂恶劣的使用环境，对于结构的机械强度、抗腐蚀能力的要求都较高。因此，海洋工程钢结构，尤其是承载部件结构所使用的板材通常都为高强度/超高强度钢材，例如Q690、Q890、Q960等材质的钢材。比如，在海洋平台桩腿、海洋浮吊臂架等承载部件上，均要求使用Q690、Q890、Q960等高强度/超高强度钢材。由于机械强度和抗腐蚀能力的要求，板材的厚度也有一定的要求，一般使用板材厚度为30mm～200mm的中厚板。

高强度/超高强度钢材虽然具有很高的使用可靠性，但其加工难度较大，尤其是高强度/超高强度钢材的焊接，需要耗费大量的人力物力。现有技术中，对于高强度/超高强度钢的焊接一般采用手工电弧焊、多层多道焊的方式，焊接工作量大、效率低。在坡口的设计和施工上都是选用对称的双面V型大坡口形式。所谓对称，是指两侧坡口的深度相同，坡口根部位于板厚中心的位置。V型大坡口的坡口侧壁呈现明显倾斜角度，与竖直方向的夹角通常都在20°以上，坡口根部较窄，呈现尖端造型。在对称的双面V型大坡口的焊接过程中，通常包括如下的焊接步骤：先焊接正面坡口、然后从背面碳弧气刨清根、打磨、预热后再进行背面焊接的工艺。焊接工序多。由于V型大坡口开口较大，因此需要填充的金属量大，焊接收缩变形也较大，焊接接口的质量稳定性较差，一次焊接合格率低，返工量大。由此造成生产周期长，生产效率低，并且工人劳动强度大，生产环境恶劣。由于高强度/超高强度中厚板钢材的焊接周期长、效率低、质量不佳，因此严重制约了海洋工程装备的生产进度。

实用新型内容

本实用新型提出一种适用于高强度/超高强度中厚板钢材的窄间隙焊接坡口。

根据本实用新型的一实施例，提出一种板材的窄间隙焊接坡口，窄间隙焊接坡口为双面U型，坡口的钝边中心偏离板厚中心，坡口根部由钝边的斜面通过圆角过渡，形成U型，坡口由根部向板材边缘逐渐开口形成坡口角度。

在一个实施例中，板材的板厚为T，坡口的钝边中心偏离板厚中心的距离为5％T～10％T。

在一个实施例中，钝边的厚度为1％T～10％T，钝边的斜面的水平夹角为13°～15°。

在一个实施例中，坡口根部的宽度为10％T～50％T，坡口根部的圆角半径为1％T～15％T。

在一个实施例中，坡口角度的竖直夹角为1°～4°。

在一个实施例中，板材的板厚为30mm～200mm。

在一个实施例中，钝边中心偏离板厚中心的距离为4mm～12mm。

在一个实施例中，钝边的厚度为2.5mm～3.5mm。

在一个实施例中，坡口根部的宽度为14mm～20mm，坡口根部的圆角半径为3mm～4mm。

在一个实施例中，板材的材质为Q690、Q890或Q960高强度钢。

本实用新型提出的板材的窄间隙焊接坡口解决了高强度/超高强度中厚板钢材焊接效率低、根部需人工碳刨清根、焊缝金属填充量大等问题。本实用新型的双面U型坡口形式适合于中厚板窄间隙MAG/MIG焊接。钝边不在板厚中心，而是以板厚中心向一侧偏移适当距离。利用本实用新型的窄间隙焊接坡口，焊接效率比传统焊接提高2～3倍，节约焊材20％～70％，能有效减小焊接变形、无需碳刨清根，减少人工，实现高强度/超高强度中厚板钢材的焊接效率及质量优化，降低工人劳动强度，改善生产环境，优化生产质量。

附图说明

本实用新型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揭示了根据本实用新型的一实施例的窄间隙焊接坡口的结构图。

图2揭示了对本实用新型的窄间隙焊接坡口进行正面焊接的示意图。

图3揭示了对本实用新型的窄间隙焊接坡口进行背面机械清根的示意图。

图4揭示了对本实用新型的窄间隙焊接坡口进行双面同时焊接的示意图。

具体实施方式