[發明專利]一種實現中厚板打底焊不清根的焊接方法

有效

• 申請號: 201310211468.0
• 申請日: 2013-05-30
• 公開（公告）號: CN103252557A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 楊乘東;陳玉喜;張華軍;鐘健勇;陳華斌;黃紅雨;陳善本
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: B23K9/022
• 分類號: B23K9/022;B23K9/173
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術領域

本發明涉及的是一種適用于實現中厚板打底焊不清根的焊接方法，屬于焊接技術領域。

背景技術

中厚板焊接在船舶、礦山機械、高壓力容器、海洋工程和重型機械等領域的應用非常廣泛，尤其在船舶行業，中厚板焊縫就占70%以上。目前中厚板焊接采用的焊接方法主要是人工焊和半自動焊。傳統單弧焊接工藝為：正面預熱→正面焊接→反面氣刨清根→打磨坡口→磁粉探傷→反面預熱→反面焊接→后熱。采用單電弧對中厚板進行焊接產生的焊接應力大，使焊接工件容易產生較大的應力變形，且變形后的校正非常困難。在實際焊接過程中，為了減少焊接變形，一般需要調整焊接順序：當正面坡口填充完成三分之一后，背面進行碳弧氣刨清根，然后進行背面坡口的填充焊接，當背面坡口填充完三分之二后，轉到正面坡口施焊直至焊滿，最后再完成背面坡口剩余部分的填充焊接。可以看出傳統中厚板焊接工藝非常復雜，由于焊接過程中需要碳弧氣刨清根以及為了減小焊接變形需要來回翻轉工件或者移動焊槍以實現焊接順序的調整，很難實現自動焊接。眾所周知，智能化和自動化是焊接發展的必然趨勢。針對目前中厚板焊接工藝復雜，焊接效率低下的生產現狀，探索一種新的焊接方法，從而簡化中厚板焊接工藝、提高其焊接生產率及有利于實現中厚板的自動化、智能化焊接是非常必要的。

經過現有技術的文獻檢索發現，中國專利申請號：201110136841.1名為“一種適用于厚板焊接的設備及方法”的專利提供了一種減少厚板焊接變形的方法，該專利采用自動焊或CO₂氣體保護焊，焊接時將鋼板立起，兩邊交替焊或同時焊，先在一面焊滿坡口的2/3，翻身清根后再焊另一面坡口，邊焊邊觀察變形情況，出現微量變形時翻身焊另一面余下的1/3，焊滿后再翻身焊另一面，觀察變形情況。采用以上方法鋼板拼接焊后平面度在±4毫米左右。焊后整體變形量小且焊接質量可控。可以看出該方法對于中厚板焊接依然不能消除最復雜的清根工藝，此外，其對于焊接變形量的控制需要人工觀察工件的變形情況來確定翻身的時機，人為影響的因素比較大，不利于自動化焊接的實現。

另外，還有其它一些文獻也公開了中厚板（半）自動化焊接的方法，分為打底焊與填充焊兩個步驟，其中打底焊較為核心與關鍵。然而，現有的這些工藝均不是非常理想，打底焊焊縫根部未熔合，從而會影響到抗拉性能以及焊縫根部的沖擊韌性。因此，有必要對現有中厚板的焊接方法進行改進。

發明內容

本發明的目的在于克服現有中厚板焊接方法工藝復雜、效率低下且不適于實現機器人自動化焊接的缺點，提供一種實現中厚板打底焊不清根的焊接方法。

本發明所采用的技術手段是：一種實現中厚板打底焊不清根的焊接方法，包括打底焊接與填充焊接，所述打底焊接采用雙面雙弧不對稱焊，所述填充焊接采用雙面雙弧對稱焊接，其中，兩焊板根部之間的裝配間隙為4至6毫米，焊槍角度70至85°，焊槍擺動時側壁停留時間為0.3至0.6秒，打底焊接的焊槍擺幅在5毫米以上。

優選的，所述打底焊接時，正面電弧和背面電弧之間的弧間距為20至40毫米。

優選的，焊槍焊接速度為4至6毫米/秒。

優選的，焊槍采用三角形擺動方式。

優選的，焊槍擺動頻率1至1.5赫茲。

優選的，焊槍擺長4至6毫米。

優選的，所述打底焊接與填充焊接均采用熔化極活性氣體保護電弧焊。

本發明克服了現有中厚板焊接方法工藝復雜、效率低下且不適合于實現機器人自動化焊接的缺點。打底焊采用雙面雙MAG不對稱焊接免除了打底焊需要清根的焊接工序。填充焊采用雙面雙MAG對稱焊接，極大地減小了中厚板焊接變形嚴重、變形后校正困難的問題。該發明實現了中厚板的打底焊不清根焊接、簡化了傳統中厚板焊接工藝、提高了焊接生產效率、焊后工件基本沒有變形。此外，該方法還易于實現中厚板的機器人自動化焊接。

附圖說明

通過附圖中所示的本發明的優選實施例的更具體說明，本發明的上述及其它目的、特征和優勢將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標記指示相同的部分。并未刻意按實際尺寸等比例縮放繪制附圖，重點在于示出本發明的主旨。

圖1a：本發明實施例中一種工裝夾具結構主視圖；

圖1b：圖1a的俯視圖；

圖2a、2b：30毫米工件正面、背面打底焊焊道形貌；

圖3a、3b：50毫米工件正面、背面打底焊焊道形貌；

圖4：打底焊顯微組織；

圖5a、5b：30毫米工件正面、背面焊縫整體形貌；