[發(fā)明專利]一種免打底焊連接K型坡口的埋弧焊接工藝

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410371329.9
• 申請日: 2014-07-30
• 公開（公告）號: CN104259635A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張盛海;李麗;孟凡奎;田浩;劉雙
• 申請（專利權(quán)）人: 南京鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: B23K9/18
• 分類號: B23K9/18;B23K33/00
• 代理公司: 南京利豐知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 任立

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋼鐵材料焊接領(lǐng)域，涉及一種埋弧焊接工藝，具體的說是一種免打底焊連接K型坡口的埋弧焊接工藝。

背景技術(shù)

K型坡口是厚板拼焊和T型接頭全熔透焊接在實際工程中經(jīng)常采用的一種形式，特別是一些對焊接接頭性能要求較高的領(lǐng)域，如海洋工程結(jié)構(gòu)件，考慮其惡劣的服役環(huán)境，一般對焊縫質(zhì)量和焊接接頭的綜合機械性能要求很高，焊接接頭通常采用K型坡口設(shè)計，國內(nèi)外船級社對較厚鋼船板的焊接認可試驗也一般要求使用的坡口為K型。

埋弧焊是一種焊接厚板K型坡口常用的焊接方法，施焊時，一般需要采用氣體保護焊或焊條焊打底，然后進行清根處理，工藝復(fù)雜。打底焊時，為了防止燒穿，一般選擇小電流焊接，易出現(xiàn)未焊透現(xiàn)象；當焊接結(jié)構(gòu)件厚度較大，坡口很深時，由于噴嘴尺寸的限制，焊絲很難伸到坡口底部，且擺動困難，也不易看到電弧，給操作帶來困難，若要使焊絲伸到坡口底部，則焊絲伸出過長，導(dǎo)致氣體保護不佳，容易形成氣孔。

清根處理時，常采用碳弧氣刨和砂輪打磨，氣刨后的焊縫平直度較差，且極易刨出一條斜插試板直邊側(cè)根部的凹槽，產(chǎn)生凹槽后，此處易產(chǎn)生焊接缺陷。另外，打底焊縫處坡口較窄，根部清渣不易，在后續(xù)焊接中也易產(chǎn)生未熔合及夾渣等缺陷。因此，在對焊縫進行射線探傷(RT)或超聲波探傷(UT)時，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)不同程度的焊縫根部未熔合或未焊透，需要返修，極大的降低了產(chǎn)品合格率和增加了生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種免打底焊連接K型坡口的埋弧焊接工藝，本發(fā)明設(shè)計的焊接工藝采用K型坡口，可以簡化工序，不需要氣體保護焊或焊條焊打底，第一條焊道直接采用埋弧焊接，雙面成型，減少清根工序，同時消除打底焊和清根引起的焊接缺陷，通過坡口和焊接工藝調(diào)整，避免第一道焊時產(chǎn)生的焊接裂紋，提高接頭質(zhì)量。

為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種免打底焊連接K型坡口的埋弧焊接工藝，埋弧焊接坡口設(shè)計為K型，坡口角度α、γ的取值都為45-55°，γ≤α，鈍邊b為0-2mm，坡口間隙e為1-3mm，施第一道埋弧焊時，焊縫背面密實填充焊劑并用焊劑墊緊封，并使焊炬與試件直邊的夾角β為30°-40°，焊絲頂端接觸坡口直邊并與坡口底部的距離f為3-4mm，且讓熔滴優(yōu)先充分浸潤直邊；

焊接工藝參數(shù)：施第一道焊時，焊接電流為300-450A，焊接電壓為25-32V，焊接速度為250-400mm/min。

本發(fā)明進一步限定的技術(shù)方案是：

坡口不對稱時，在坡口角度小、深度大的一側(cè)施第一道焊。

本發(fā)明采取合理的坡口角度、鈍邊及坡口間隙尺寸的設(shè)計，在第一道埋弧焊時，焊縫背面密實填充焊劑并用焊劑墊緊封，通過調(diào)整焊絲角度和位置，控制熱輸入和焊接速度；埋弧焊接坡口設(shè)計為K型，坡口角度α、γ的取值都為45-55°，γ≤α，鈍邊b為0-2mm，坡口間隙e為1-3mm，施第一道焊時，使焊炬與試件直邊的夾角β為30°-40°，焊絲頂端接觸坡口直邊并與坡口底部的距離f為3-4mm，且讓熔滴優(yōu)先充分浸潤直邊，保證以低熱輸入施第一道焊時，能夠焊透而又不會產(chǎn)生嚴重燒穿。

施第一道焊時，使焊炬與試件直邊的夾角β控制在30°-40°之間，焊絲頂端接觸坡口直邊并與坡口底部的距離f為3-4mm，讓熔滴優(yōu)先充分浸潤直邊，使焊縫凝固和冷卻時的拘束分布力得到調(diào)整，從而改善應(yīng)力分布，降低裂紋傾向。

進一步的，

本發(fā)明提供一種免打底焊連接K型坡口的埋弧焊接工藝，埋弧焊接坡口設(shè)計為K型，坡口角度α為55°、γ為45°，鈍邊b為0，坡口間隙e為3mm，施第一道埋弧焊時，焊縫背面密實填充焊劑并用焊劑墊緊封，并使焊炬與試件直邊的夾角β為30°，焊絲頂端接觸坡口直邊并與坡口底部的距離f為4mm，且讓熔滴優(yōu)先充分浸潤直邊；

焊接工藝參數(shù)：施第一道焊時，焊接電流為310±10A，焊接電壓為28±2.5V，焊接速度為250mm/min。

本發(fā)明提供一種免打底焊連接K型坡口的埋弧焊接工藝，埋弧焊接坡口設(shè)計為K型，坡口角度α為55°、γ為50°，鈍邊b為2mm，坡口間隙e為1mm，施第一道埋弧焊時，焊縫背面密實填充焊劑并用焊劑墊緊封，并使焊炬與試件直邊的夾角β為40°，焊絲頂端接觸坡口直邊并與坡口底部的距離f為3mm，且讓熔滴優(yōu)先充分浸潤直邊；

焊接工藝參數(shù)：施第一道焊時，焊接電流為440±10A，焊接電壓為29±2.5V，焊接速度為400mm/min。