[發明專利]一種搖動電弧窄間隙單面焊雙面成形的焊接方法

有效

• 申請號: 201410202063.5
• 申請日: 2014-05-13
• 公開（公告）號: CN104002028A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 朱杰;楊茂森;王加友;馬敏
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: B23K9/173
• 分類號: B23K9/173;B23K9/235
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

1.一種搖動電弧窄間隙單面焊雙面成形的焊接方法，其特征在于包括如下具體步驟：

(1)焊前準備：在待焊金屬厚板工件上開設坡口間隙(G)為8～16mm、根部間隙(g)為4～8mm、鈍邊厚度(t₁)為0～2mm的平位置U形坡口(7)，并在U形坡口(7)背面設置成形槽(10)寬度為8～14mm的襯墊(9)；

(2)焊中參數設定及施焊：

①打底焊工藝參數設定，根據步驟(1)設定的根部間隙(g)和鈍邊厚度(t₁)大小，設定打底焊電弧搖動參數及其配套能量參數，具體范圍是：電弧搖動頻率0.5～2.0Hz、電弧搖動幅值35～90°、電弧在側壁停留時間1～200ms、平均焊接電流160～220A、平均電弧電壓20～26V、焊接速度(V_w)7～13.5cm/min；

②U形坡口(7)根部打底焊接，將折彎導電桿彎向平位置待焊U形坡口(7)的正后方，并將保護氣體(6)充入U形坡口(7)內，在U形坡口(7)背面襯墊(9)的支撐下，按照步驟①中設定的打底焊電弧搖動參數及其配套能量參數進行打底焊接；

③U形坡口(7)中部填充焊接，根據步驟(1)設定的U形坡口間隙(G)設定焊接電弧搖動參數及電弧能量參數為：電弧搖動頻率2.1～3.5Hz、電弧搖動幅值50～180°、電弧在側壁停留時間40～99ms、平均焊接電流260～330A、平均電弧電壓26.5～31V，將折彎導電桿彎向平位置待焊U形坡口(7)的正前方或正后方，繼續將保護氣體(6)充入U形坡口(7)內，使焊炬整體以焊接速度(V_w)20～26cm/min向前移動，完成填充焊接；

④U形坡口(7)頂部蓋面焊接，根據步驟(1)設定的U形坡口間隙(G)設定焊接電弧搖動參數及電弧能量參數為：電弧搖動頻率0.5～2.0Hz、電弧搖動幅值30～59°、電弧在側壁停留時間1～99ms、平均焊接電流240～280A、平均電弧電壓26.5～30V，將折彎導電桿彎向平位置待焊U形坡口(7)的正前方或正后方，繼續將保護氣體(6)充入U形坡口(7)內，使焊炬整體以焊接速度(V_w)15.5～24cm/min向前移動，形成完整的搖動電弧窄間隙單面焊雙面成形平焊接頭。

2.根據權利要求1所述的搖動電弧窄間隙單面焊雙面成形的焊接方法，其特征在于：步驟(1)所述坡口間隙(G)以及步驟(2)施焊中所述保護氣體(6)充入方式的設定方法是，當工件板厚T≤30mm時，坡口間隙(G)為8～12mm，則采用套筒形噴嘴向U形坡口(7)內充入保護氣體(6)；當工件板厚T＞30mm時，坡口間隙(G)為12～16mm，則打底焊時采用伸入型扁平噴嘴向U形坡口(7)內充入保護氣體(6)，中部填充焊及頂部蓋面焊時采用套筒形噴嘴向U形坡口(7)內充入保護氣體(6)。

3.根據權利要求1所述的搖動電弧窄間隙單面焊雙面成形的焊接方法，其特征在于：步驟(1)所述的根部間隙(g)與所述的U形坡口(7)背面設置成形槽(10)寬度的選配關系為：當根部間隙(g)為4～6.5mm時，選配成形槽(10)寬度為8～10mm的襯墊(9)；當根部間隙(g)大于6.5mm時，選配成形槽(10)寬度為12～14mm的襯墊(9)。

4.根據權利要求1所述的搖動電弧窄間隙單面焊雙面成形的焊接方法，其特征在于：步驟(1)所述的根部間隙(g)優選為6～7.5mm，所述的鈍邊厚度(t₁)優選為0.5～1.5mm。

5.根據權利要求1所述的搖動電弧窄間隙單面焊雙面成形的焊接方法，其特征在于：步驟(2)所述的打底焊電弧搖動參數及電弧能量參數的優選范圍是：電弧搖動頻率1.0～1.8Hz、電弧搖動幅值60～85°、電弧在側壁停留時間30～150ms、平均焊接電流170～200A、平均電弧電壓21～24V、焊接速度(V_w)8～11.5cm/min。

6.根據權利要求1或2所述的搖動電弧窄間隙單面焊雙面成形的焊接方法，其特征在于：所述的保護氣體(6)為惰性氣體或活性氣體中的任一種。

7.根據權利要求6所述的搖動電弧窄間隙單面焊雙面成形的焊接方法，其特征在于：所述的惰性氣體為Ar或He中的任一種；所述的活性氣體為CO₂或CO₂+Ar中的任一種。