一種適用于結(jié)構(gòu)鋼焊接的單電源雙細(xì)絲埋弧自動焊焊接工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)領(lǐng)域，是一種適用于結(jié)構(gòu)鋼焊接的單電源雙細(xì)絲埋弧 自動焊焊接工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 埋弧焊由于熔深大、生產(chǎn)效率高、機(jī)械化程度高，適合于中厚板結(jié)構(gòu)的長焊縫焊 接，在造船、壓力容器、橋梁、鐵路車輛、工程機(jī)械、管道、核電站結(jié)構(gòu)、海洋結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域都得 到廣泛的應(yīng)用，是當(dāng)今焊接生產(chǎn)中最普遍使用的熔焊方法之一。
[0003] 為進(jìn)一步提高埋弧焊的效率，20世紀(jì)50年代就提出了多絲埋弧焊方法，到目前為 止，多電源多絲埋弧焊已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。由于該方法各個焊絲都采用獨立電源供電，在獲 得數(shù)倍熔敷速度的結(jié)果下，其焊接熱輸入也會成倍增加，然而，鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域采用的低碳或低 合金高強(qiáng)鋼，其熱輸入的耐受極限值大約為50KJ/cm，即便是雙絲埋弧焊，由于其熱輸入量 已接近50KJ/cm。因此，對于這類鋼來說，多電源多絲埋弧自動焊大電流、高熔敷速度的特點 在提高生產(chǎn)效率的同時，也會加劇焊縫和熱影響區(qū)晶粒的粗大和脆化，導(dǎo)致熱影響區(qū)沖擊 韌性及強(qiáng)度下降的現(xiàn)象極易出現(xiàn)，并且極易產(chǎn)生焊接冷裂紋。加之工程實際焊接中隨鋼板 厚度的增加，以及實際焊接接頭復(fù)雜性和拘束度的影響，這種現(xiàn)象更加明顯。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對上述問題，本發(fā)明的目的在于開拓性地提供一種針對結(jié)構(gòu)鋼用的新型單電源 雙細(xì)絲埋弧自動焊焊接工藝，該焊接工藝采用普通單絲埋弧焊電源，設(shè)備投入增加不大，實 現(xiàn)了低熱輸入條件下結(jié)構(gòu)鋼焊接效率的提高。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：
[0006] 一種適用于結(jié)構(gòu)鋼焊接的單電源雙細(xì)絲埋弧自動焊焊接工藝，其特征在于，它包 括下列工藝步驟：
[0007] (1)采用兩根細(xì)直徑焊絲代替一根粗絲，兩根焊絲共用一個導(dǎo)電嘴，送絲速度相 同，并由同一個電源供電；
[0008] (2)雙絲之間相互平行，且垂直于母材；相對焊接方向，兩焊絲排列成并列、串列 或斜列方式以獲得不同的焊縫熔深；
[0009] (3)兩焊絲形成共熔池的電弧，使用交、直流電源；
[0010] ⑷焊接材料：焊絲直徑I. 2mm或L6臟，焊劑選用專用高速燒結(jié)焊劑；
[0011] (5)焊劑使用前嚴(yán)格烘干，烘干溫度350~400°C，烘干1. 5~2h;
[0012] (6)根據(jù)板厚選擇X形坡口或V形坡口，其中，X形坡口，正面60 °，反面45 °，鈍 邊2~3mm，根部間隙0~3mm;V形坡口角度為45 °~60 °，鈍邊0~3mm，根部間隙0~ 3mm；
[0013] (7)根據(jù)結(jié)構(gòu)鋼的牌號、板厚確定焊接前預(yù)熱溫度和道間溫度。
[0014] 其中，當(dāng)采用直徑為I. 2mm焊絲進(jìn)行平焊或平角焊位置焊接時，所述焊接工藝還 包括：
[0015] (1)焊接電流：52〇 ~53OA ;
[0016] (2)焊接極性：交流或直流反接；
[0017] (3)焊接電壓：31 ~37V;
[0018] (4)焊接速度 56 ~82cm/min;
[0019] (5)焊接熱輸入 18. 3 ~21. 7KJ/cm〇
[0020] 其中，當(dāng)采用直徑為1.6mm焊絲進(jìn)行平焊或平角焊位置焊接時，所述焊接工藝還 包括：
[0021] (1)焊接電流：550 ~1000A;
[0022] (2)焊接極性：交流或直流反接；
[0023] (3)焊接電壓：31 ~41V;
[0024] (4)焊接速度 56 ~97cm/min;
[0025] (5)焊接熱輸入 18. 3 ~25. 4KJ/cm。
[0026] 本發(fā)明的有益效果是：
[0027] 1、本發(fā)明作為一種開拓性的研宄，創(chuàng)新開發(fā)了一種結(jié)構(gòu)鋼新型焊接工藝，在成本 增加不大的情況下，僅通過對普通單絲埋弧焊設(shè)備的送絲機(jī)構(gòu)進(jìn)行改造，即可實現(xiàn)焊接效 率的大幅提尚。
[0028] 2、本發(fā)明焊接工藝，解決了結(jié)構(gòu)鋼埋弧自動焊效率進(jìn)一步提高的焊接難題，按照 該工藝進(jìn)行焊接，獲得的焊接接頭綜合力學(xué)性能優(yōu)良，滿足與母材等強(qiáng)等韌的要求。
[0029] 3、本發(fā)明的焊接工藝，與普通單絲埋弧焊工藝對比，具有成本相當(dāng)，在采用同等焊 接參數(shù)的條件下，焊接效率（熔敷速度）提高70%以上；與雙電源雙絲焊接工藝相比，由于 電源減少1個，成本降低一半，熱輸入降低一半以上，而焊接效率（熔敷速度）達(dá)到雙電源 雙絲焊的90%以上，接頭熱影響區(qū)的沖擊韌性也大大提高。具體比較詳見下表。
[0030]
[0031] 4、本發(fā)明提出的單電源雙細(xì)絲埋弧自動焊焊接工藝，具有指導(dǎo)規(guī)范作用，填補(bǔ)了 我國鋼結(jié)構(gòu)工程中焊接工藝的空白，對于提高結(jié)構(gòu)鋼焊接效率具有重要意義。
[0032] 5、本發(fā)明中焊接參數(shù)應(yīng)根據(jù)鋼材牌號、性能要求以及選用焊絲的直徑進(jìn)行選擇。
[0033] 6、坡口和根部間隙的選擇試驗確定，在保證接頭綜合性能的前提下，將焊接熱輸 入量控制在合理的范圍內(nèi)，實現(xiàn)了焊接質(zhì)量和效率的最優(yōu)化。
【附圖說明】
[0034] 圖1是本發(fā)明焊接工藝中焊絲排列方式示意圖（兩焊絲排列成并列方式）；
[0035] 圖2是本發(fā)明焊接工藝中焊絲排列方式示意圖（兩焊絲排列成串列方式）；
[0036] 圖3是本發(fā)明焊接工藝中焊絲排列方式示意圖（兩焊絲排列成斜列方式）；
[0037] 圖4是單電源雙絲埋弧焊焊接工藝X形坡口形式示意圖。
[0038] 圖5是單電源雙絲埋弧焊焊接工藝V形坡口形式示意圖。
[0039] 圖6是60° V形坡口形式示意圖。
【具體實施方式】
[0040] 一種適用于結(jié)構(gòu)鋼焊接的單電源雙細(xì)絲埋弧自動焊焊接工藝，它包括下列工藝步 驟：
[0041] (1)采用兩根細(xì)直徑焊絲代替一根粗絲，兩根焊絲共用一個導(dǎo)電嘴，送絲速度相 同，并由同一個電源供電；
[0042] (2)雙絲之間相互平行，且垂直于母材；相對焊接方向，兩焊絲排列成并列（見圖 1)、串列（見圖2)或斜列（見圖3)方式以獲得不同的焊縫熔深；
[0043] (3)兩焊絲形成共熔池的電弧，使用交、直流電源；
[0044] (4)焊接材料：焊絲直徑I. 2mm或L6臟，焊劑選用專用高速燒結(jié)焊劑；
[0045](5)焊劑使用前嚴(yán)格烘干，烘干溫度350~400°C，烘干1. 5~2h;
[0046](6)根據(jù)板厚選擇X形坡口或V形坡口，其中，X形坡口（見圖4)，正面60 °，反面 45°，鈍邊2~3謹(jǐn)，根部間隙0~3_;V形坡口（見圖5)角度為45°~60°，鈍邊0~ 3_，根部間隙0~3mm;
[0047] (7)根據(jù)結(jié)構(gòu)鋼的牌號、板厚確定焊接前預(yù)熱溫度和道間溫度。
[0048] 下面結(jié)合低合金結(jié)構(gòu)鋼Q345C單電雙絲埋弧焊（平焊）焊接工藝對本發(fā)明做進(jìn)一 步的描述。
[0049] 1、焊接設(shè)備及焊材參數(shù)
[0051] 注：其中焊劑SJ501用于打底焊，SJlOl用于填充和蓋面焊。
[0052] 2、試件材質(zhì)及規(guī)格
[0054] 3、焊接參數(shù)
[0055] 預(yù)熱溫度：常溫，層溫：< 250°C，其他參數(shù)見下表：
[0059] 另外，如果板材厚度大于25mm時，可以采用圖4所示的X型坡口。
[0060] 以上，僅為本發(fā)明的較佳實施范例，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉 本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋 在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種適用于結(jié)構(gòu)鋼焊接的單電源雙細(xì)絲埋弧自動焊焊接工藝，其特征在于，它包括 下列工藝步驟： (1) 采用兩根細(xì)直徑焊絲代替一根粗絲，兩根焊絲共用一個導(dǎo)電嘴，送絲速度相同，并 由同一個電源供電； (2) 雙絲之間相互平行，且垂直于母材；相對焊接方向，兩焊絲排列成并列、串列或斜列 方式以獲得不同的焊縫熔深； (3) 兩焊絲形成共熔池的電弧，使用交、直流電源； (4) 焊接材料：焊絲直徑I. 2mm或I. 6_，焊劑選用專用高速燒結(jié)焊劑； (5) 焊劑使用前嚴(yán)格烘干，烘干溫度350~400°C，烘干1. 5~2h ; (6) 根據(jù)板厚選擇X形坡口或V形坡口，其中，X形坡口，正面60°，反面45°，鈍邊2~ 3_，根部間隙0~3mm ;V形坡口角度為45°~60°，鈍邊0~3_，根部間隙0~3_。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接工藝，其特征在于，當(dāng)采用直徑為I. 2_焊絲進(jìn)行平焊或 平角焊位置焊接時，所述焊接工藝還包括： (1) 焊接電流：520~530A; (2) 焊接極性：交流或直流反接； (3) 焊接電壓：31~37V ; (4) 焊接速度56~82cm/min ; (5) 焊接熱輸入18. 3~21. 7KJ/cm。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接工藝，其特征在于，當(dāng)采用直徑為I. 6mm焊絲進(jìn)行平焊或 平角焊位置焊接時，所述焊接工藝還包括： (1) 焊接電流：550~1000A ; (2) 焊接極性：交流或直流反接； (3) 焊接電壓：31~41V ; (4) 焊接速度56~97cm/min ; (5) 焊接熱輸入18. 3~25. 4KJ/cm。
【專利摘要】一種適用于結(jié)構(gòu)鋼焊接的單電源雙細(xì)絲埋弧自動焊焊接工藝，它包括下列步驟：(1)采用兩根細(xì)直徑焊絲代替一根粗絲，兩根焊絲共用一個導(dǎo)電嘴，送絲速度相同，并由同一個電源供電；(2)雙絲之間相互平行，且垂直于母材；相對焊接方向，兩焊絲排列成并列、串列或斜列方式以獲得不同的焊縫熔深；(3)兩焊絲形成共熔池的電弧，使用交、直流電源；(4)焊接材料：焊絲直徑1.2mm或1.6mm，焊劑選用專用高速燒結(jié)焊劑；(5)焊劑使用前嚴(yán)格烘干；(6)根據(jù)板厚選擇X形坡口或V形坡口；本發(fā)明在不增加設(shè)備成本的情況下，大大提高了焊接效率，與普通單絲焊工藝相比，熔敷速度提高70％以上，且不增加焊接熱輸入，達(dá)到了與母材等強(qiáng)等韌的目的。
【IPC分類】B23K9/18
【公開號】CN104985306
【申請?zhí)枴緾N201510455190
【發(fā)明人】馬德志, 段斌, 劉菲, 傅彥青, 宋曉峰, 朱愛希, 肖靜, 馬計平
【申請人】中冶建筑研究總院有限公司
【公開日】2015年10月21日
【申請日】2015年7月29日