專利名稱：一種厚板箱形梁/柱雙絲雙弧埋弧焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋼結(jié)構(gòu)制造領(lǐng)域的中厚板對(duì)接與角接焊接方法，特別是 涉及一種厚板箱形梁/柱雙絲雙弧埋弧焊接生產(chǎn)方法。背景技術(shù)：
箱型梁/柱由四塊板(即兩塊翼緣板和兩塊腹板)組成，翼緣板與 腹板之間的連接構(gòu)成四道角焊縫，按強(qiáng)度需要分段設(shè)計(jì)成全焊透坡口 (CP)與局部焊透坡 口 (PP)兩種形式，如圖l所示。 箱形梁/柱四條主焊縫傳統(tǒng)的制作、焊接工藝流程是下料采用數(shù)控火焰切割機(jī) 進(jìn)行柱壁板切割，開坡口方法為碳弧氣刨切割單邊V型坡口 ，下料完成后進(jìn)行調(diào)直校正，為 保證柱身板拼裝準(zhǔn)確，需制備組裝胎膜。組裝順序?yàn)槭紫纫陨弦砭壈鍨榛鶞?zhǔn)，然后劃出橫 隔板與腹板的裝配位置線，進(jìn)行U型組立，隔板焊接采用手工電弧焊焊接，隔板的最后兩道 焊縫用電渣焊的方法進(jìn)行焊接。最后組裝下翼緣板，組裝完成后柱身主體焊接采用單絲埋 弧自動(dòng)焊接，焊接設(shè)置引弧塊和熄弧塊。箱形柱焊接完成后進(jìn)行調(diào)直矯正，后用端頭銑床進(jìn) 行銑端面。由于傳統(tǒng)箱形梁/柱制作工藝操作復(fù)雜，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低下，因此，已很 少被大、中等規(guī)模的鋼結(jié)構(gòu)制造廠家使用。目前許多鋼結(jié)構(gòu)制造廠家都是將腹板開坡口或 腹板和翼緣板同時(shí)開坡口組裝成如圖2、圖3所示的坡口形式，采用單絲進(jìn)行打底焊、填充 焊后蓋面焊。但這樣的制作過程既增加了開坡口的工作量，也增加了焊絲的填充量和焊接 時(shí)間，工作效率低，焊接質(zhì)量也不易保證。這是因?yàn)楹附訉訑?shù)越多，層間清理越多，處理不干 凈就容易出現(xiàn)夾渣的緣故。 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，高層鋼結(jié)構(gòu)綠色建筑已成為本領(lǐng)域的未來發(fā)展趨勢(shì)，箱形 梁/柱的生產(chǎn)應(yīng)用更加廣泛，對(duì)接與角接組合焊縫越來越多，質(zhì)量要求越來越嚴(yán)，焊接生產(chǎn) 效率要求不斷提高。雙絲雙弧焊接箱形結(jié)構(gòu)的對(duì)接與角接組合焊縫， 一次成型的埋弧焊接 方法有著廣泛的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種建筑鋼結(jié)構(gòu)厚板箱形梁(柱)結(jié)構(gòu)對(duì)接與角接組合焊縫 雙絲雙弧埋弧焊接制作方法，腹板坡口角度減小，減少了機(jī)加工工作量，提高了生產(chǎn)效率； 翼緣板開坡口減少了焊接缺陷(未熔合及防止層狀撕裂)；并且省去了多層多道焊接當(dāng)中 的許多麻煩，避免了層間缺陷的產(chǎn)生。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案 —種厚板箱形梁/柱雙絲雙弧埋弧焊接方法，采用計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床輔助下料控制 翼緣板、腹板尺寸并加工出翼緣板、腹板坡口 ，然后在腹板坡口背面組裝點(diǎn)焊襯板，襯板與 腹板密貼，將所述翼緣板、腹板組成箱形梁/柱，箱形梁/柱的翼緣板、腹板形成對(duì)接或角接 焊縫形式，其特征是 (1)在厚板箱形梁/柱的翼緣板、腹板加工過程中，在腹板的兩長(zhǎng)邊同側(cè)開單面坡 口，坡口沿腹板厚度方向開設(shè)，坡口角度為20。
±2° ，坡口深度為板厚的1/3，并預(yù)留一定 量的鈍邊，然后在腹板坡口背面組裝點(diǎn)焊襯板，在翼緣板的兩長(zhǎng)邊同側(cè)單面開25。 ±2° 的坡口 ，翼緣板的坡口深度與腹板坡口深度相同，
(2)焊接時(shí)，將箱形梁/柱平行于焊機(jī)軌道平放置在工作臺(tái)上，首先對(duì)箱形梁/柱 的上平面的兩條主焊縫分別采用兩把焊槍同時(shí)同向施焊，采用單面雙絲雙弧埋弧焊工藝， 一次焊接成型，采用同樣方法，對(duì)箱形梁/柱的另外兩條主焊縫施焊。 所述的厚板箱形梁/柱雙絲雙弧埋弧焊接方法，適用板厚在20 30mm范圍內(nèi)，對(duì) 同一條主焊縫施焊的兩把焊槍縱列式排列，前絲為直流，極性采用直流反接法，即焊絲接正 極；后絲為交流。 所述的厚板箱形梁/柱雙絲雙弧埋弧焊接方法，雙絲雙弧埋弧焊采用共熔池狀態(tài) 下焊接，電源選用縱列式DC/AC或AC/AC匹配電源；采用縱列式DC/AC匹配電源時(shí)，焊絲直 徑小為4. 0mm，前絲電流DC :920 950A，電壓32 34V ;后絲AC :820 850A，電壓38 42V ;焊接速度450 480V/mm. min—、焊劑采用SJIOI。
本發(fā)明的有益積極效果 1、本發(fā)明的鋼結(jié)構(gòu)箱形梁(柱)主焊縫制作和焊接工藝方法，中厚板用雙絲雙弧
一次焊接成型，操作簡(jiǎn)便，焊接一次合格率高，生產(chǎn)效率高，提高了箱形梁(柱)生產(chǎn)的自動(dòng)
化程度，在鋼結(jié)構(gòu)制造領(lǐng)域極具推廣和應(yīng)用價(jià)值。本發(fā)明的箱形梁柱的腹板厚度方向開1/3
坡口，留鈍邊相當(dāng)大，翼緣板開25。左右的坡口。腹板坡口角度減小，減少了機(jī)加工工作量，
提高了生產(chǎn)效率；翼緣板開坡口減少了焊接缺陷(未熔合及防止層狀撕裂)；省去了多層多
道焊接當(dāng)中的許多麻煩，像層間清理；避免層間缺陷的產(chǎn)生，生產(chǎn)簡(jiǎn)單方便。 2、本發(fā)明厚板箱形梁/柱雙絲雙弧埋弧焊接方法，對(duì)箱形梁或柱的四條主焊縫采
用兩側(cè)四把焊槍同時(shí)同向施焊，內(nèi)加襯墊一次焊接成型，產(chǎn)生的的焊接變形可以互相抵消，
即將箱形梁的焊接變形消除在焊接過程中，解決了箱形構(gòu)件焊接變形的問題。對(duì)于16
30mm厚的對(duì)接與角接組合焊縫箱形結(jié)構(gòu)的四條主焊縫，采用單面雙絲雙弧埋弧焊工藝，可
以一次焊接成型，與單絲多層多道埋弧焊相比，焊接生產(chǎn)效率可提高2.5倍以上，大大提升
了構(gòu)件質(zhì)量和制造效率，使鋼結(jié)構(gòu)箱形結(jié)構(gòu)柱梁更加便于生產(chǎn)制造。這一方法對(duì)于中厚板
鋼結(jié)構(gòu)箱形結(jié)構(gòu)的梁柱制作具有較高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值和可觀的社會(huì)效益。 3、本發(fā)明應(yīng)用于中厚板箱形梁四條主焊縫的焊接，與適當(dāng)?shù)钠驴凇⒑附z、焊劑匹配
以及選用恰當(dāng)?shù)暮附訁?shù)，可以大幅度提高熔敷率和焊接速度，無間隙、大鈍邊可以減少開
坡口加工量以及焊接填充量，焊接效率高，節(jié)約材料，降低了生產(chǎn)成本，并能得到良好的焊
縫外觀。經(jīng)超聲波(UT)探傷檢驗(yàn)滿足GB11345-89B II級(jí)要求，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和社
會(huì)效果。
四

圖1是箱形梁(柱)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2、圖3為目前箱形梁(柱)四條主焊縫通用的加工制作接頭形式示意圖(圖2 是圖1中C-C向剖視圖，圖3是圖2中B處放大圖)； 圖4是本發(fā)明的箱形結(jié)構(gòu)梁(柱)對(duì)接與角接組合焊縫的橫剖示意圖；
圖5是圖4中A處放大圖 圖6是本發(fā)明的鋼結(jié)構(gòu)箱形梁(柱)埋弧雙絲焊接縱列布置形式示意圖；
圖7是本發(fā)明腹板坡口形式以及組裝襯板后示意圖；
圖8是本發(fā)明翼緣板坡口形式示意圖。
圖中標(biāo)號(hào)1為腹板，2為翼緣板，3為襯板，4為隔板，5為埋弧雙絲焊后絲，6為前絲。
五具體實(shí)施例方式
實(shí)施例一 參見圖1、圖4 8，本發(fā)明厚板箱形梁/柱雙絲雙弧埋弧焊接方法，適 用板厚在20 30mm范圍內(nèi)，采用計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床輔助下料控制翼緣板2、腹板1尺寸并加 工出翼緣板、腹板坡口，然后在腹板1坡口背面組裝點(diǎn)焊襯板3，襯板3與腹板1密貼，將所 述翼緣板2、腹板1組成箱形梁/柱，箱形梁/柱的翼緣板、腹板形成對(duì)接或角接焊縫形式， 翼緣板和腹板組成箱形后的形狀以及四條主焊縫裝配形式如圖4、圖5所示。本發(fā)明與目前 箱形梁(柱)四條主焊縫通用的加工制作方法不同的是(l)在厚板箱形梁/柱的翼緣板、 腹板加工過程中，在腹板的兩長(zhǎng)邊同側(cè)開單面坡口，坡口沿腹板厚度方向開設(shè)，坡口角度為 20° ±2° ，坡口深度為板厚的1/3，并預(yù)留一定量的鈍邊，然后在腹板坡口背面組裝點(diǎn)焊 襯板，在翼緣板的兩長(zhǎng)邊同側(cè)單面開25。 ±2°的坡口，翼緣板的坡口深度與腹板坡口深 度相同，(2)焊接時(shí)，將箱形梁/柱平行于焊機(jī)軌道平放置在工作臺(tái)上，首先對(duì)箱形梁/柱 的上平面的兩條主焊縫分別采用兩把焊槍同時(shí)同向施焊，采用單面雙絲雙弧埋弧焊工藝， 一次焊接成型，有效的防止了焊接變形，然后采用同樣方法，對(duì)箱形梁/柱的另外兩條主焊 縫施焊。 其具體制作工藝流程如下數(shù)控切割下料(數(shù)控多頭切割機(jī))——隔板、腹板坡口 加工(銑邊機(jī))——隔板組立(隔板組立機(jī))——焊道周圍打磨——腹板組裝襯板——裝隔 板——U形組立(箱形組立機(jī))——編號(hào)(打鋼印)——焊接隔板(C02焊兩邊)——UT檢 驗(yàn)——箱形組立(箱形組立機(jī))——焊接隔板(電渣焊另兩邊)——UT檢驗(yàn)——主焊縫焊 接(雙絲雙弧埋弧焊)——UT檢驗(yàn)——鋸端頭(鋸床)——銑端面(端面銑床)——附件組 裝焊接——打磨、清理——檢驗(yàn)——拋丸除銹(拋丸清理機(jī))——涂裝(無氣噴涂機(jī))—— 漆膜檢驗(yàn)——移置編號(hào)——發(fā)運(yùn)。 其中隔板組立就是將下料加工坡口后的隔板加裝襯板，所述隔板為矩形，中心設(shè) 有灌漿孔、周邊設(shè)有透氣孔，邊界尺寸小于箱形梁(柱)的內(nèi)腔。四周邊在同一側(cè)面加工單 面坡口 ，在坡口背面密貼襯板且預(yù)留一定的間隙量。腹板組立就是將下料加工坡口后的腹 板加裝襯板組成圖7所示的部件。翼緣板下料加工坡口形式見圖8所示。
實(shí)施例二 本實(shí)施例厚板箱形梁/柱雙絲雙弧埋弧焊接方法，對(duì)同一條主焊縫施 焊的兩把焊槍縱列式排列，前絲為直流，極性采用直流反接法，即焊絲接正極；后絲為交流。 所述的厚板箱形梁/柱雙絲雙弧埋弧焊接方法，雙絲雙弧埋弧焊采用共熔池狀態(tài)下焊接， 電源采用縱列式DC/AC匹配電源，焊絲直徑小為4. 0mm，前絲電流DC:920 950A，電壓 32 34V ;后絲AC :820 850A，電壓38 42V ;焊接速度450 480V/亂min—、焊劑采用 SJIOI。 縱列式DC/AC的匹配電源可以選用林肯DC-1200/AC-1000匹配，極性采用直流反 接即焊絲接正極。在焊接時(shí)埋弧雙絲布置如圖6所示，雙絲之間的距離不能過小，過小時(shí)則 綜合電流強(qiáng)大，會(huì)導(dǎo)致焊件被燒穿；也不可太大，若大了則會(huì)造成拉渣現(xiàn)象，產(chǎn)生夾渣等缺 陷。 本發(fā)明厚板箱形梁/柱雙絲雙弧埋弧焊接方法，電源可以選用縱列式DC/AC或AC/AC匹配電源；雙絲雙弧埋弧焊采用共熔池狀態(tài)下焊接，焊接電流單絲在800A左右，若采用 熔煉焊劑(如SH431)，則熔池上部熔化的焊劑呈現(xiàn)劇烈的翻騰狀態(tài)，造成焊劑不能完全覆 蓋弧光，會(huì)在焊縫金屬中出現(xiàn)夾渣、裂紋等缺陷；采用燒結(jié)焊劑就能避免上述情況的產(chǎn)生。
權(quán)利要求
一種厚板箱形梁/柱雙絲雙弧埋弧焊接方法，采用計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床輔助下料控制翼緣板、腹板尺寸并加工出翼緣板、腹板坡口，然后在腹板坡口背面組裝點(diǎn)焊襯板，襯板與腹板密貼，將所述翼緣板、腹板組成箱形梁/柱，箱形梁/柱的翼緣板、腹板形成對(duì)接或角接焊縫形式，其特征是(1)在厚板箱形梁/柱的翼緣板、腹板加工過程中，在腹板的兩長(zhǎng)邊同側(cè)開單面坡口，坡口沿腹板厚度方向開設(shè)，坡口角度為20°±2°，坡口深度為板厚的1/3，并預(yù)留一定量的鈍邊，然后在腹板坡口背面組裝點(diǎn)焊襯板，在翼緣板的兩長(zhǎng)邊同側(cè)單面開25°±2°的坡口，翼緣板的坡口深度與腹板坡口深度相同，(2)焊接時(shí)，將箱形梁/柱平行于焊機(jī)軌道平放置在工作臺(tái)上，首先對(duì)箱形梁/柱的上平面的兩條主焊縫分別采用兩把焊槍同時(shí)同向施焊，采用單面雙絲雙弧埋弧焊工藝，一次焊接成型，采用同樣方法，對(duì)箱形梁/柱的另外兩條主焊縫施焊。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的厚板箱形梁/柱雙絲雙弧埋弧焊接方法，其特征是對(duì)同一 條主焊縫施焊的兩把焊槍縱列式排列，前絲為直流，極性采用直流反接法，即焊絲接正極； 后絲為交流。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的厚板箱形梁/柱雙絲雙弧埋弧焊接方法，其特征是雙絲雙 弧埋弧焊采用共熔池狀態(tài)下焊接，電源選用縱列式DC/AC或AC/AC匹配電源；采用縱列式 DC/AC匹配電源時(shí)，焊絲直徑小為4. Omm，前絲電流DC :920 950A，電壓32 34V ;后絲 AC :820 850A，電壓38 42V ;焊接速度450 480V/mm. min—、焊劑采用SJ101。
全文摘要
本發(fā)明涉及鋼結(jié)構(gòu)制造領(lǐng)域的中厚板對(duì)接與角接焊接方法，特別是涉及一種厚板箱形梁/柱雙絲雙弧埋弧焊接生產(chǎn)方法。腹板和翼緣板采用計(jì)算機(jī)輔助下料，在腹板的兩長(zhǎng)邊同側(cè)沿腹板厚度方向開單面坡口，坡口角度為20°±2°，深度為板厚的1/3，并預(yù)留鈍邊，在翼緣板的兩長(zhǎng)邊同側(cè)單面開25°±2°的坡口，翼緣板的坡口深度與腹板坡口深度相同，焊接時(shí)，將箱形梁/柱平行于焊機(jī)軌道平放置在工作臺(tái)上，對(duì)箱形梁/柱的四條組合主焊縫分別采用兩把焊槍同時(shí)同向施焊，采用單面雙絲雙弧埋弧焊工藝，一次焊接成型。本發(fā)明焊接一次合格率高，生產(chǎn)成本低，解決了傳統(tǒng)箱形構(gòu)件焊接變形的問題，提高了箱形梁(柱)生產(chǎn)的自動(dòng)化程度，在鋼結(jié)構(gòu)制造領(lǐng)域極具推廣和應(yīng)用價(jià)值。
文檔編號(hào)B23K33/00GK101780591SQ201010139070
公開日2010年7月21日 申請(qǐng)日期2010年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月6日
發(fā)明者劉冠林, 宋統(tǒng)戰(zhàn), 李 昊, 栗偉, 王艮, 許志民 申請(qǐng)人:河南天豐鋼結(jié)構(gòu)有限公司