大型h型鋼全熔透角焊縫免清根焊接工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種大型H型鋼焊接成型工藝，具體涉及一種大型H型鋼全熔透角焊 縫免清根焊接工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 建筑鋼結(jié)構(gòu)正向高層重型和空間大跨度鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展，大空間和超大空間建筑物的 需求十分旺盛。大型H型鋼在大型建筑中廣泛應(yīng)用于重型鋼結(jié)構(gòu)的柱，梁，吊車梁等領(lǐng)域。
[0003] 目前，大型H型鋼構(gòu)件主要采用焊接方式進(jìn)行組裝，重型H型鋼構(gòu)件通常采用厚度 為35-55的鋼板作為腹板和翼板，并在腹板兩側(cè)開V型或U型工藝坡口然后將腹板與翼板 進(jìn)行拼裝焊接。
[0004] 現(xiàn)有工藝腹板坡口采用V型坡口或U型坡口，v型坡口加工采用火焰切割加工，加 工效率高，但焊縫熔敷量較大，焊接后要清根處理，焊接變形較大。U型坡口機(jī)械加工，焊縫 熔敷量相對(duì)減少，但同樣存在焊接后需清根處理，焊接變形較大的問題，且坡口加工效率較 低。
[0005] 腹板坡口加工時(shí)留有2-4mm鈍邊，翼板、腹板組裝后對(duì)翼板、腹板之間的焊道進(jìn)行 正面焊接，然后對(duì)焊道的反面用碳弧氣刨進(jìn)行清根處理，清除正面焊接產(chǎn)生的焊接缺陷。用 碳弧氣刨進(jìn)行清根處理，焊接工作程序多、周期長(zhǎng)，不僅增加焊材成本和能耗，而且焊接變 形大，生產(chǎn)效率低，噪音大，工人操作環(huán)境差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是針對(duì)上述存在的問題和不足，提供一種坡口無鈍邊、無需清根， 能夠有效的提高工作效率的大型H型鋼全熔透角焊縫免清根焊接工藝。
[0007] 為達(dá)到上述目的，所采取的技術(shù)方案是：
[0008] 一種大型H型鋼全熔透角焊縫免清根焊接工藝，對(duì)于腹板厚度為40~45mm，翼板 厚度為50~55mm的H型鋼進(jìn)行全熔透角焊縫免清根組對(duì)焊接，其包括以下步驟：
[0009] ①坡口設(shè)計(jì)：通過對(duì)腹板和翼板的實(shí)際厚度通過制圖軟件進(jìn)行模擬放樣，確保焊 絲端部到焊縫根部的距離盡可能短，焊絲的角度調(diào)整到焊絲的中心線對(duì)準(zhǔn)翼板、腹板的交 點(diǎn)，并保證焊絲在不與工件坡口的其余部位相碰出現(xiàn)放電的前提下，使焊縫熔敷量盡可能 少；從而確定其腹板采用雙面坡口，無鈍邊，雙面坡口均采用上部為V型坡口和底部為圓弧 U型坡的組合坡口，V型坡口角度為35°，U形坡口為半徑為5mm的圓?。?br>[0010] ②坡口加工與校驗(yàn)：對(duì)H型鋼的腹板下料后，先用火焰切割腹板兩側(cè)形成角度為 35°雙面V型坡口，再采用刨邊機(jī)在V型坡口根部刨出圓弧半徑為5_的U型坡口；根據(jù)放 樣模擬出的坡口尺寸，制作與坡口匹配互補(bǔ)的坡口校驗(yàn)板，對(duì)坡口進(jìn)行整體校驗(yàn)；
[0011] ③腹板與翼板的組對(duì)和焊接準(zhǔn)備：在H型鋼組對(duì)機(jī)上進(jìn)行腹板與翼板的零間隙組 對(duì)，并在焊縫兩端設(shè)置引弧板；對(duì)焊縫兩側(cè)20mm~30mm區(qū)域用磨光機(jī)進(jìn)行打磨清理，使其 表面露出金屬光澤，對(duì)焊縫及周邊區(qū)域進(jìn)行烘干處理，除去鋼板上的潮氣，調(diào)整焊機(jī)運(yùn)行軌 道與焊縫平行，準(zhǔn)備焊接；
[0012] ④焊接：采用埋弧自動(dòng)焊對(duì)焊縫進(jìn)行焊接，首先進(jìn)行正面第一遍焊接，選用的焊絲 直徑為4mm，焊接電流600-650A，電壓33-36V，焊接速度38-40cm/min;然后進(jìn)行反面第一遍 焊接，選用的焊絲直徑為4mm，焊接電流700-750A，電壓30-32V，焊接速度36-38cm/min;最 后進(jìn)行填充和蓋面焊接。
[0013] 所述的步驟④中，若采用平位埋弧自動(dòng)焊焊接，其焊絲中心線與翼板之間的夾角 為 21°。
[0014] 所述的步驟④中，若采用船位埋弧自動(dòng)焊焊接，制作的焊接胎具傾角Y為28°， 確保焊絲垂直。
[0015] 所述的步驟④中，填充和蓋面焊接，其選用的焊絲直徑為4mm，焊接電流 500-550A，電壓 34-38V，焊接速度 36-38cm/min。
[0016] 采用上述技術(shù)方案，所取得的有益效果是：
[0017] 1)本發(fā)明與現(xiàn)有工藝相比，其腹板坡口無鈍邊，并設(shè)計(jì)相應(yīng)的焊接工藝參數(shù)與其 配套，反面選用較大的焊接電流，將正面焊接在根部產(chǎn)生的焊接缺陷清除，不需要進(jìn)行反面 清根處理，減少了焊接工作程序，免除了清根工作量，提高了效率，降低了制作成本，無噪 音，改善了工人的操作環(huán)境。
[0018] 2)本發(fā)明能夠減少焊縫熔敷量15.7%。坡口尺寸是根據(jù)構(gòu)件實(shí)際尺寸為保證焊 透量身定制的最佳角度，在減少焊縫熔敷量的同時(shí)也減少了焊接變形，H型鋼的焊接變形由 傳統(tǒng)工藝的15-20_，減小到8-12_;
[0019] 3)本發(fā)明的焊接工藝參數(shù)是據(jù)坡口尺寸、焊接原理、熔透要求等設(shè)計(jì)，腹板坡口 采用了機(jī)加工，加工速度快，保證了坡口尺寸精度和焊接質(zhì)量，焊接一次檢驗(yàn)合格率達(dá)到了 98. 3%〇
【附圖說明】
[0020] 圖1為平位焊接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021] 圖2為船位焊接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022] 圖中序號(hào)：1為腹板、2為翼板、3為焊絲、4為焊接胎具、5為焊機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)說明。
[0024] 參見圖1、圖2, 一種大型H型鋼全熔透角焊縫免清根焊接工藝，對(duì)于腹板厚度為 40~45mm，翼板厚度為50~55mm的H型鋼進(jìn)行全熔透角焊縫免清根組對(duì)焊接，其包括以 下步驟：
[0025] ①坡口設(shè)計(jì)：通過對(duì)腹板和翼板的實(shí)際厚度通過制圖軟件進(jìn)行模擬放樣，確保焊 絲端部到焊縫根部的距離盡可能短，以便采用短弧焊接，焊絲3的角度調(diào)整到焊絲的中心 線對(duì)準(zhǔn)翼板2、腹板1的交點(diǎn)，使焊接時(shí)不出現(xiàn)未熔透、未熔合缺陷，并保證焊絲在不與工件 坡口的其余部位相碰出現(xiàn)放電的前提下，使焊縫熔敷量盡可能少；從而確定其腹板1采用 雙面坡口，無鈍邊，雙面坡口均采用上部為V型坡口和底部為圓弧U型坡的組合坡口，V型 坡口角度為35°，U形坡口為半徑為5mm的圓?。?br>[0026] ②坡口加工與校驗(yàn)：對(duì)H型鋼的腹板1下料后，先用火焰切割腹板1兩側(cè)形成角度 為35°的雙面V型坡口，再用刨邊機(jī)在V型坡口根部刨出圓弧半徑R為5mm的U型坡口； 根據(jù)放樣模擬出的坡口尺寸，制作與坡口匹配互補(bǔ)的坡口校驗(yàn)板，對(duì)坡口進(jìn)行整體校驗(yàn)；
[0027] ③腹板與翼板的組對(duì)和焊接準(zhǔn)備：在H型鋼組對(duì)機(jī)上進(jìn)行腹板1與翼板2的零間 隙組對(duì)，并在焊縫兩端設(shè)置引弧板，以防開始焊接起弧時(shí)由于電流、電壓不穩(wěn)使焊縫質(zhì)量難 于保證；對(duì)焊縫兩側(cè)20mm~30mm區(qū)域用磨光機(jī)進(jìn)行打磨清理，使其表面露出金屬光澤，對(duì) 焊縫及周邊區(qū)域進(jìn)行烘干處理，除去鋼板上的潮氣，調(diào)整焊機(jī)5運(yùn)行軌道與焊縫平行，準(zhǔn)備 焊接；
[0028] ④焊接：采用平位埋弧自動(dòng)焊焊接或船位埋弧自動(dòng)焊焊接，當(dāng)采用平位埋弧自動(dòng) 焊焊接時(shí)，其焊絲中心線與翼板2之間的夾角0為21° ;當(dāng)采用船位埋弧自動(dòng)焊焊接時(shí)， 制作的焊接胎具傾角y為28° ;
[0029] 采用埋弧自動(dòng)焊對(duì)焊縫進(jìn)行焊接，首先進(jìn)行正面第一遍焊接，選用的焊絲直徑為 4mm，焊接電流600-650A，電壓33-36V，焊接速度38-40cm/min;在進(jìn)行反面第一遍焊接， 選用的焊絲直徑為4mm，焊接電流700-750A，電壓30-32V，焊接速度36-38cm/min;最后進(jìn) 行填充和蓋面焊接，選用的焊絲直徑為4mm，焊接電流500-550A，電壓34-38V，焊接速度 36-38cm/min，焊接工藝參數(shù)如下表1所示。
[0030]表1:
[0031]
[0032] 表2為相比傳統(tǒng)焊接工藝節(jié)約的各項(xiàng)費(fèi)用表：
[0033]表2-1
[0034]
[0039]合計(jì)：21. 7656 萬元。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種大型H型鋼全熔透角焊縫免清根焊接工藝，其特征在于，對(duì)于腹板厚度為40~ 45mm，翼板厚度為50~55mm的H型鋼進(jìn)行全恪透角焊縫免清根組對(duì)焊接，其包括以下步 驟： ① 坡口設(shè)計(jì)：通過對(duì)腹板和翼板的實(shí)際厚度通過制圖軟件進(jìn)行模擬放樣，確保焊絲端 部到焊縫根部的距離盡可能短，焊絲的角度調(diào)整到焊絲的中心線對(duì)準(zhǔn)翼板、腹板的交點(diǎn)，并 保證焊絲在不與工件坡口的其余部位相碰出現(xiàn)放電的前提下，使焊縫熔敷量盡可能少；從 而確定其腹板采用雙面坡口，無鈍邊，雙面坡口均采用上部為V型坡口和底部為圓弧U型坡 的組合坡口，V型坡口角度為35°，U形坡口為半徑為5mm的圓?。? ② 坡口加工與校驗(yàn)：對(duì)H型鋼的腹板下料后，先用火焰切割腹板兩側(cè)形成角度為35° 雙面V型坡口，再采用刨邊機(jī)在V型坡口根部刨出圓弧半徑為5_的U型坡口；根據(jù)放樣模 擬出的坡口尺寸，制作與坡口匹配互補(bǔ)的坡口校驗(yàn)板，對(duì)坡口進(jìn)行整體校驗(yàn)； ③ 腹板與翼板的組對(duì)和焊接準(zhǔn)備：在H型鋼組對(duì)機(jī)上進(jìn)行腹板與翼板的零間隙組對(duì)， 并在焊縫兩端設(shè)置引弧板；對(duì)焊縫兩側(cè)20mm~30mm區(qū)域用磨光機(jī)進(jìn)行打磨清理，使其表面 露出金屬光澤，對(duì)焊縫及周邊區(qū)域進(jìn)行烘干處理，除去鋼板上的潮氣，調(diào)整焊機(jī)運(yùn)行軌道與 焊縫平行，準(zhǔn)備焊接； ④ 焊接：采用埋弧自動(dòng)焊對(duì)焊縫進(jìn)行焊接，首先進(jìn)行正面第一遍焊接，選用的焊絲直徑 為4mm，焊接電流600-650A，電壓33-36V，焊接速度38-40cm/min;然后進(jìn)行反面第一遍焊 接，選用的焊絲直徑為4mm，焊接電流700-750A，電壓30-32V，焊接速度36-38cm/min;最后 進(jìn)行填充和蓋面焊接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型H型鋼全熔透角焊縫免清根焊接工藝，其特征在于，所述 的步驟④中，若采用平位埋弧自動(dòng)焊焊接，其焊絲中心線與翼板之間的夾角為21°。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型H型鋼全熔透角焊縫免清根焊接工藝，其特征在于，所述 的步驟④中，若采用船位埋弧自動(dòng)焊焊接，制作的焊接胎具傾角Y為28°，確保焊絲垂直。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型H型鋼全熔透角焊縫免清根焊接工藝，其特征在于，所述 的步驟④中，所述的填充和蓋面焊接，其選用的焊絲直徑為4mm，焊接電流500-550A，電壓 34-38V，焊接速度 36-38cm/min。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種大型H型鋼焊接成型工藝。一種大型H型鋼全熔透角焊縫免清根焊接工藝，對(duì)于腹板厚度為40～45mm，翼板厚度為50～55mm的H型鋼進(jìn)行全熔透角焊縫免清根組對(duì)焊接，其腹板采用雙面坡口，無鈍邊，雙面坡口均采用上部為V型坡口和底部為圓弧U型坡的組合坡口，再進(jìn)行坡口加工并通過坡口校驗(yàn)板校驗(yàn)，進(jìn)而對(duì)腹板與翼板的組對(duì)和焊接，本發(fā)明的焊接工藝參數(shù)是據(jù)坡口尺寸、焊接原理、熔透要求等設(shè)計(jì)，腹板坡口采用了機(jī)加工，加工速度快，保證了坡口尺寸精度和焊接質(zhì)量，焊接一次檢驗(yàn)合格率達(dá)到了98.3％。
【IPC分類】B23K9/235, B23K9/18
【公開號(hào)】CN104923894
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510385715
【發(fā)明人】王燕妮, 江茜, 張?chǎng)? 袁小平, 陳玲風(fēng)
【申請(qǐng)人】中國(guó)有色金屬工業(yè)第六冶金建設(shè)有限公司
【公開日】2015年9月23日
【申請(qǐng)日】2015年7月3日