專利名稱：超厚鋼板立式拼板焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋼板拼板焊接方法，尤其是涉及60_到120_的超厚鋼板立式拼板
焊接方法。
背景技術(shù)：
在船舶和海洋工程及鋼結(jié)構(gòu)等工程建造中，鋼板厚板拼板厚度通常在15mm到45_之間，60_到120_之間的超厚鋼板進行拼板焊接則因焊接難度大而非常少見。在鋼板厚板拼板焊接中，一般都會采用將鋼板平放在平焊胎架上使用埋弧焊用以下兩種方法焊接
其一，采用中間留有鈍邊的X型坡ロ，使用埋弧焊進行焊接，在坡ロ一側(cè)焊接到一定厚度后，進行翻身碳刨，然后再焊接另外ー側(cè)，如此反復(fù)，直至焊接完成。此種方法在焊接鋼板厚板的過程中易產(chǎn)生裂紋，并且需要進行不停的翻板來控制焊接變形，工作量大，焊接質(zhì)量較難保證，修補處理裂紋較困難。其ニ，采用單面V型坡ロ，背面貼陶瓷襯墊，使用ニ氧化碳氣體保護焊打底焊接后，再使用埋弧焊進行焊接。此種方法雖然避免了鋼板翻板，但無法非常有效控制焊接變形，尤其在厚板焊接中，焊接變形量稍大，且焊接變形不易調(diào)整。由于大厚度鋼板結(jié)構(gòu)剛性大，焊接后冷卻速度較快，焊縫受到較大的拘束，因此焊縫受到的殘余應(yīng)カ也大，從而引起大變形，較難得到滿意的拼板產(chǎn)品，所以，在60mm至120mm超厚鋼板的拼板焊接中，如何控制焊接變形，保證焊接質(zhì)量，滿足工程使用要求成為需要解決的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是為了解決上述技術(shù)中存在的缺陷，提出ー種超厚鋼板立式拼板的焊接方法，使其能很好地控制超厚鋼板拼板焊接變形，保證焊接質(zhì)量，滿足建造要求，提高生產(chǎn)效率。本發(fā)明的目的由以下技術(shù)方案實現(xiàn)
I、將需要焊接對接的兩塊超厚鋼板2的焊接部位制作成X型焊接坡ロ，坡ロ角度為20° -25。，中間不留鈍邊，且將坡ロ及其兩側(cè)表面進行打磨處理至出現(xiàn)金屬光澤。2、將切割好坡ロ的超厚鋼板2吊裝至平焊胎架I上，調(diào)整兩塊超厚鋼板間焊接縫隙為7-9mm，在超厚鋼板焊縫兩端加焊引熄弧板4，在超厚鋼板正面和背面焊縫兩側(cè)表面上加焊固定板3。3、用加熱設(shè)備對焊接坡ロ兩側(cè)各150mm范圍內(nèi)進行預(yù)熱至不低于80°C和不高于160。。。4、焊縫內(nèi)貼圓棒型陶瓷襯墊5，采用ニ氧化碳氣體保護焊進行超厚鋼板正面平焊打底焊接，焊接至要求厚度為10-15mm。5、將超厚鋼板2進行翻身，清除陶瓷襯墊后并檢查確認背面焊縫無裂紋，然后繼續(xù)采用ニ氧化碳氣體保護焊進行超厚鋼板背面平焊打底焊接，焊接至要求厚度為10-15mm。6、其特征在于將已初步拼接的超厚鋼板2吊裝至橫焊專用胎架6上，將超厚鋼板與胎架橫撐61焊接固定后，并采用楔子7將超厚鋼板2與地面頂緊立架62頂緊，然后由雙數(shù)焊エ分別在超厚鋼板正面和背面采用ニ氧化碳氣體保護焊進行橫焊分段對稱焊接，在焊接過程中，隨時測量焊接變形情況，在超厚鋼板沒有變形的情況下，由雙數(shù)焊エ在超厚鋼板正面和背面同時焊接至填滿焊縫，達到設(shè)計規(guī)定的要求，完成超厚鋼板2的拼板焊接工作，當超厚鋼板發(fā)生焊接變形時，停止變形凹進面的焊接，只進行變形凸起面的焊接進行調(diào)整，直至超厚鋼板平直后，再同時進行正面和背面焊接，直至完成超厚鋼板2的拼板焊接工作。7、焊接完成后立即對超厚鋼板2進行240°C至250°C保溫2小時的后熱處理，然后再用保溫棉包好緩冷至常溫，以防止裂紋的產(chǎn)生。上述超厚鋼板2翻身、吊裝后，在焊接前應(yīng)確認坡ロ兩側(cè)溫度達到要求的預(yù)熱800C _160°C溫度，若低于80°C，應(yīng)采用加熱設(shè)備加熱至80°C以上，加熱溫度不高于160°C。 上述采用焊接方法的焊接エ藝規(guī)范如下
CO2氣體流量18-25L/mim平焊打底焊接電流200_240Α
平焊打底焊接電壓27-33V平焊打底焊接速度120-150mm/min
平焊填充焊接電流220-260A 平焊填充焊接電壓29-35V 平焊填充焊接速度300-370mm/min橫焊填充焊接電流220_260A 橫焊填充焊接電壓29-35V橫焊填充焊接速度410-510mm/min
橫焊專用胎架6包括有胎架橫撐61、頂緊立架62、支撐立架63、小斜支撐64、大斜支撐65，支撐立架63為矩形框架，中間焊接有支撐條，胎架橫撐61 —端焊接在支撐立架63上，小斜支撐64和大斜支撐65 —端與支撐立架63焊接在一起，另一端落在地面上，頂緊立架62焊接在地面合適的位置上。本發(fā)明有益效果是能夠很好地控制超厚鋼板拼板的焊接變形，避免進行焊接變形矯正，避免了焊接裂紋，提高了焊接質(zhì)量，滿足建造要求。避免了碳弧氣刨清根エ序，簡化了焊接程序，減少了超厚鋼板翻身次數(shù)，降低了工作量，減輕勞動強度，提高了生產(chǎn)效率。


圖I是超厚鋼板放置在平焊胎架上平焊拼接的示意圖。圖2是超厚鋼板坡口和圓棒型陶瓷襯墊的示意圖。圖3是橫焊專用胎架和超厚鋼板立式放置在橫焊專用胎架上橫焊拼接的示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖I、附圖2、附圖3與具體實施方式
對本發(fā)明進ー步說明。I、將兩塊規(guī)格為80 mmX2100 mmX9600 mm超厚鋼板2的焊接部位制作成X型焊接坡ロ，兩面坡口角度均為20°，中間不留鈍邊，且將坡ロ及其兩側(cè)表面進行打磨處理至出現(xiàn)金屬光澤。2、將切割好坡ロ的超厚鋼板2吊裝至平焊胎架I上，調(diào)整兩塊超厚鋼板間焊接縫隙為8mm，在超厚鋼板焊縫兩端各加焊I個引熄弧板4，在超厚鋼板正面和背面焊縫兩側(cè)表面附近上加焊32個固定板3。
3、用加熱設(shè)備對焊接坡ロ兩側(cè)各150mm范圍內(nèi)進行預(yù)熱至90°C以上，不超過120°C。4、焊縫內(nèi)貼ΦΙΟπιπι圓棒型陶瓷襯墊5，采用ニ氧化碳氣體保護焊進行超厚鋼板正面平焊打底焊接，焊接至厚度為12mm。5、將超厚鋼板2進行翻身，清除陶瓷襯墊后并檢查確認背面焊縫無裂紋，然后繼續(xù)采用ニ氧化碳氣體保護焊進行超厚鋼板背面平焊打底焊接至厚度為12mm。6、將已初步拼接的超厚鋼板2吊裝至橫焊專用胎架6上，將超厚鋼板與胎架橫撐61焊接固定后，并采用楔子7將超厚鋼板2與地面頂緊立架62頂緊，確認超厚鋼板2坡ロ兩側(cè)溫度達到預(yù)熱溫度100°C左右情況下，然后由8名焊エ(正面和背面各4名)均勻分布在超厚鋼板正面和背面采用ニ氧化碳氣體保護焊進行橫焊分段對稱焊接，在焊接過程中，隨時測量焊接變形情況，在超厚鋼板沒有變形的情況下，由8名焊エ在超厚鋼板正面和背 面同時焊接至填滿焊縫，達到設(shè)計規(guī)定的要求，完成超厚鋼板2的拼板焊接工作，當超厚鋼板發(fā)生焊接變形吋，停止變形凹進面的焊接，只進行變形凸起面的焊接進行調(diào)整，直至超厚鋼板平直后，再同時進行正面和背面焊接，直至完成超厚鋼板2的拼板焊接工作。7、焊接完成后，立即采用履帶式電加熱器對超厚鋼板進行后熱處理，加熱至250°C，保溫2小時，然后用保溫棉蓋好緩冷至常溫，以防止裂紋的產(chǎn)生。上述超厚鋼板2翻身、吊裝后，在焊接前應(yīng)確認坡ロ兩側(cè)溫度達到要求的預(yù)熱800C _160°C溫度，若低于80°C，應(yīng)采用加熱設(shè)備加熱至80°C以上，不高于160°C。上述采用焊接方法的焊接エ藝規(guī)范如下
CO2氣體流量20L/mim平焊打底焊接電流220A
平焊打底焊接電壓30V平焊打底焊接速度135mm/min
平焊填充焊接電流240A平焊填充焊接電壓32V
平焊填充焊接速度335mm/min 橫焊填充焊接電流240A 橫焊填充焊接電壓32V橫焊填充焊接速度460mm/min
橫焊專用胎架6包括有胎架橫撐61、頂緊立架62、支撐立架63、小斜支撐64、大斜支撐65，支撐立架63用槽鋼焊接成矩形框架，中間焊接有7個豎直支撐條，54個胎架橫撐61 —端焊接在支撐立架63上，小斜支撐64和大斜支撐65各9個，一端與支撐立架63焊接在一起，另一端落在地面上，頂緊立架62焊接在地面上，與胎架橫撐61頂端間隙為150 mm。胎架橫撐61材料用角鋼或鋼板，頂緊立架62和支撐立架63用槽鋼或角鋼，小斜支撐64和大斜支撐65用槽鋼或角鋼。多張超厚鋼板拼板與上述方法相同。
權(quán)利要求
1.一種超厚鋼板立式拼板焊接方法，將需要焊接對接的超厚鋼板(2)的焊接部位制作成X型焊接坡ロ，且將坡ロ及其兩側(cè)表面進行打磨處理至出現(xiàn)金屬光澤，將切割好坡ロ的超厚鋼板(2)吊裝至平焊胎架(I)上，調(diào)整好兩塊超厚鋼板焊接縫隙，在超厚鋼板焊縫兩端加焊引熄弧板(4)，在超厚鋼板正面和背面焊縫兩側(cè)表面加焊固定板(3)，用加熱設(shè)備對焊接坡ロ兩側(cè)各150mm范圍內(nèi)進行預(yù)熱至80°C -160°C，焊縫內(nèi)貼圓棒型陶瓷襯墊(5 )，用ニ氧化碳氣體保護焊進行超厚鋼板正面平焊打底焊接，并焊接至一定厚度，將超厚鋼板(2)進行翻身，清除陶瓷襯墊后并檢查確認背面焊縫無裂紋，然后繼續(xù)用ニ氧化碳氣體保護焊進行超厚鋼板背面平焊打底焊接至一定厚度，其特征在于將已初步拼接的超厚鋼板(2)吊裝至橫焊專用胎架(6)上，將超厚鋼板與胎架橫撐(61)焊接固定后，并采用楔子(7)將超厚鋼板與地面頂緊立架(62)頂緊，由雙數(shù)焊エ分別在超厚鋼板正面和背面采用ニ氧化碳氣體保護焊進行橫焊分段對稱焊接，在焊接過程中，隨時測量焊接變形情況，在超厚鋼板沒有變形的情況下，由雙數(shù)焊エ在超厚鋼板正面和背面同時焊接至填滿焊縫，達到設(shè)計規(guī)定的要求，完成超厚鋼板(2)的拼板焊接工作，當超厚鋼板發(fā)生焊接變形時，停止變形凹進面的焊接，只進行變形凸起面的焊接進行調(diào)整，直至超厚鋼板平直后，再同時進行正面和背面焊接，直至完成超厚鋼板(2)的拼板焊接工作，焊接完成后立即進行后熱處理，防止裂紋的產(chǎn)生。
2.按照權(quán)利要求I所述的超厚鋼板立式拼板焊接方法，其特征在于制作成X型焊接坡ロ，坡ロ角度為20° -25°，中間不留鈍邊，超厚鋼板間焊接縫隙為7-9mm。
3.按照權(quán)利要求I所述的超厚鋼板立式拼板焊接方法，其特征在于平焊打底焊接正面和背面的焊接厚度各為10-15mm。
4.按照權(quán)利要求I所述的超厚鋼板立式拼板焊接方法，其特征在于橫焊專用胎架6包括有胎架橫撐(61)、頂緊立架(62)、支撐立架(63)、小斜支撐(64)、大斜支撐(65)，支撐立架(63)為矩形框架，中間焊接有支撐條，胎架橫撐(61)—端焊接在支撐立架(63)上，小斜支撐(64)和大斜支撐(65) —端與支撐立架(63)焊接在一起，另一端落在地面上，頂緊立架(62)焊接在地面合適的位置上。
5.按照權(quán)利要求I所述的超厚鋼板立式拼板焊接方法，其特征在于超厚鋼板焊接完成后，立即進行240°C到250°C的后熱處理，保溫2小時，然后用保溫棉包好緩冷至常溫。
全文摘要
超厚鋼板立式拼板焊接方法是一種涉及60mm到120mm的超厚鋼板的焊接方法。其特征在于將已初步拼接的超厚鋼板吊裝至橫焊專用胎架上，將超厚鋼板與胎架橫撐焊接固定后，并采用楔子將超厚鋼板與地面頂緊立架頂緊，然后由雙數(shù)焊工分別在超厚鋼板正面和背面采用二氧化碳氣體保護焊進行橫焊分段對稱焊接，直至完成拼板焊接工作，然后進行后熱處理，防止裂紋產(chǎn)生。本發(fā)明有益效果是能夠很好地控制超厚鋼板拼板的焊接變形，避免進行焊接變形矯正，避免了焊接裂紋，提高了焊接質(zhì)量，滿足建造要求。避免了碳弧氣刨清根工序，簡化了焊接程序，減少了超厚鋼板翻身次數(shù)，降低了工作量，減輕勞動強度，提高了生產(chǎn)效率。
文檔編號B23K9/235GK102861972SQ20121038126
公開日2013年1月9日 申請日期2012年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月10日
發(fā)明者張玉明, 潘寶石, 孟慶磊 申請人:青島北海船舶重工有限責(zé)任公司