技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及焊接技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種橫焊縫一次焊接成形水冷強制成形模塊。

背景技術(shù)：

大型鋼結(jié)構(gòu)橫焊縫的焊接，長期以來一直采用手工電弧焊、二氧化碳?xì)怏w保護焊或埋弧自動焊；這三種焊接方法都是靠多層多道焊接來完成橫焊縫的焊接，費工費時效率低，焊接質(zhì)量難以掌控，工人勞動強度也大。

由于自然條件和工作環(huán)境的限制，橫焊縫在水平方向上實現(xiàn)一次成形焊接是極其艱難的。因此，到目前為止，世界上還沒有開發(fā)出橫焊縫一次焊接成形的焊接技術(shù)和設(shè)備。大型鋼結(jié)構(gòu)施工企業(yè)急切盼望氣電橫焊技術(shù)和設(shè)備早日問世。要實現(xiàn)橫焊縫一次焊接成形的焊接技術(shù)，除了與橫焊縫坡口形式和尺寸相關(guān)之外，關(guān)鍵技術(shù)如何實現(xiàn)形成焊接熔池，如何限制焊接熔池鐵水的流淌和在焊接過程中如何使熔池鐵水冷凝成形，而要突破此項技術(shù)，一次成形焊接模塊就是關(guān)鍵部件。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明提供了一種橫焊縫一次焊接成形水冷強制成形模塊。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：一種橫焊縫一次焊接成形水冷強制成形模塊，包括熔池區(qū)和成型區(qū)；

所述的熔池區(qū)包括塊體、保護氣管、焊接缺口、第二上接觸面、坡口楔塊、熔池側(cè)壁和熔池凹槽；塊體正面一側(cè)由上至下為第二上接觸面和坡口楔塊，二者側(cè)面共同構(gòu)成熔池側(cè)壁；第二上接觸面旁設(shè)有焊接缺口，圓形進氣口置于焊接缺口內(nèi)側(cè)面與塊體背面的保護氣管相接；焊接缺口下側(cè)為熔池凹槽；

所述的成型區(qū)包括下接觸面、第一上接觸面、成型凹槽、入水管和出水管；第一上接觸面與第二上接觸面水平設(shè)置，與下接觸面平行設(shè)置；第一上接觸面和下接觸面之間設(shè)置為成型凹槽；成型區(qū)背面設(shè)有入水管和出水管。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案：塊體背面靠下方內(nèi)部設(shè)置有冷卻水通道，該通道與外部入水管和出水口相連，模塊依靠冷卻水通道對模塊和焊縫進行冷卻；塊體背面還設(shè)有“工”字型溝槽，外部裝置通過此溝槽向模塊施加壓力使之工作面緊貼鋼板坡口，同時也使模塊沿著焊縫向焊接方向作水平移動。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案：模塊整體采用純紫銅材質(zhì)，模塊主體呈長方體；坡口楔塊呈三角形。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案：本發(fā)明配備有焊槍，槍口距離待焊鋼板上表面30毫米，使焊絲從焊槍的槍口伸出25毫米長，焊絲的前端頭抵近待焊鋼板上表面的中間部位。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案：實際操作時保證送絲速度、熔池液位升降速度和模塊右向移動速度處于一種動態(tài)平衡，使焊接過程連續(xù)穩(wěn)定進行。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案：保護氣管中通入的為CO₂氣體以保護焊接熔池。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案：上下待焊鋼板所形成的成型焊縫處呈60⁰角，設(shè)有起弧楔塊，配合使用有銅擋排；成形焊縫是焊接過后自然形成的焊縫。

本發(fā)明的有益效果：在大興鋼結(jié)構(gòu)焊接中實現(xiàn)橫焊縫一次焊接成型，省工省時，效率高，提高焊接質(zhì)量，人工勞動強度小；本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，為大型鋼結(jié)構(gòu)施工企業(yè)提供技術(shù)支持。

附圖說明

圖1所示為橫焊縫一次焊接成形水冷強制成形模塊正面結(jié)構(gòu)圖；

圖2所示為橫焊縫一次焊接成形水冷強制成形模塊背面結(jié)構(gòu)圖；

圖3所示為橫焊縫一次焊接成形水冷強制成形模塊焊接熔池剖面圖；

圖4所示為橫焊縫一次焊接成形水冷強制成形模塊焊接過程圖；

圖中：1塊體、2成型凹槽、3第一上接觸面、4下接觸面、5熔池凹槽、6熔池側(cè)壁、7坡口楔塊、8第二上接觸面、9焊接缺口、10進氣口、11保護氣管、12出水管、13入水管、14溝槽、15通道、16焊槍、17上鋼板、18焊絲、19熔池鐵水、20紫銅擋排、21下鋼板、22起弧楔塊、23成形焊縫。

具體實施方式

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

如圖3和圖4，首先將塊體1的坡口楔塊7插入由被焊接鋼板組成的橫焊縫，并通過溝槽14將塊體1壓向鋼板并貼緊之，同時也將起弧用的起弧楔塊22壓在成型凹槽2下面；這樣，由塊體1焊接工作面上的各個部分與起弧楔塊22、上鋼板17、下鋼板21組成半封閉狀態(tài)的焊接熔池區(qū)域；

將焊槍16深入塊體1上缺口9的內(nèi)部，槍口距離下鋼板21上表面30毫米，使焊絲18從焊槍16的槍口伸出25毫米長，焊絲18的前端頭抵近下鋼板21上表面的中間部位；

將CO₂氣體從保護氣管11接入，將冷卻水從入水口13接入，從出水口12導(dǎo)出；

再將紫銅擋排20安放在焊縫的背面，一方面協(xié)助焊縫背面成形，另一方面防止鐵水向焊縫背面流淌；

準(zhǔn)備就緒后，就可以起弧焊接，隨著電能輸入和焊絲18的高速填充，高溫熔化的鐵水在熔池區(qū)和成形區(qū)的燃燒、集聚，上鋼板17與下鋼板21處于熔池部分的母材隨之熔化形成熔池鐵水19；隨著熔池鐵水19逐漸填滿熔池區(qū)和成形區(qū)，模塊開始沿著橫焊縫方向向右移動，移動的速度正好與焊絲18填滿熔池的速率相匹配。也就是在焊接過程中，隨著焊絲18填充焊縫和燃燒熔化，熔池液面也隨之上升，但隨著模塊的右移，焊縫空間也隨之?dāng)U展，鐵水又會流淌到擴展的焊縫空間，致使熔池液位下降。協(xié)調(diào)好送絲速度、熔池液位升降速度和模塊右向移動速度三者關(guān)系，使三者處于一種動態(tài)平衡，就可以使焊接過程連續(xù)穩(wěn)定進行。CO₂的介入是為了保護熔池液面不受空氣氧化。隨著冷卻水的對塊體1的冷卻作用，使處于成型凹槽2 的鐵水冷凝成形，成形焊縫23是焊接過后自然形成的焊縫。

最后所應(yīng)說明的是，以上實施例僅用以補充闡釋本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。盡管參照實施例對本發(fā)明進行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的廣大技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者同等替換，都不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。