[發明專利]一種適用于結構鋼焊接的單電源雙細絲埋弧自動焊焊接工藝

在審

• 申請號: 201510455190.0
• 申請日: 2015-07-29
• 公開（公告）號: CN104985306A
• 公開（公告）日: 2015-10-21
• 發明（設計）人: 馬德志;段斌;劉菲;傅彥青;宋曉峰;朱愛希;肖靜;馬計平
• 申請（專利權）人: 中冶建筑研究總院有限公司
• 主分類號: B23K9/18
• 分類號: B23K9/18
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 胡福恒

技術領域

本發明涉及鋼結構焊接技術領域，是一種適用于結構鋼焊接的單電源雙細絲埋弧自動焊焊接工藝。

背景技術

埋弧焊由于熔深大、生產效率高、機械化程度高，適合于中厚板結構的長焊縫焊接，在造船、壓力容器、橋梁、鐵路車輛、工程機械、管道、核電站結構、海洋結構等領域都得到廣泛的應用，是當今焊接生產中最普遍使用的熔焊方法之一。

為進一步提高埋弧焊的效率，20世紀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得到廣泛應用。由于該方法各個焊絲都采用獨立電源供電，在獲得數倍熔敷速度的結果下，其焊接熱輸入也會成倍增加，然而，鋼結構領域采用的低碳或低合金高強鋼，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效率的同時，也會加劇焊縫和熱影響區晶粒的粗大和脆化，導致熱影響區沖擊韌性及強度下降的現象極易出現，并且極易產生焊接冷裂紋。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雜性和拘束度的影響，這種現象更加明顯。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的在于開拓性地提供一種針對結構鋼用的新型單電源雙細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，設備投入增加不大，實現了低熱輸入條件下結構鋼焊接效率的提高。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：

一種適用于結構鋼焊接的單電源雙細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)采用兩根細直徑焊絲代替一根粗絲，兩根焊絲共用一個導電嘴，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焊劑；

(5)焊劑使用前嚴格烘干，烘干溫度350～400℃，烘干1.5～2h；

(6)根據板厚選擇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；

(7)根據結構鋼的牌號、板厚確定焊接前預熱溫度和道間溫度。

其中，當采用直徑為1.2mm焊絲進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。

其中，當采用直徑為1.6mm焊絲進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。

本發明的有益效果是：

1、本發明作為一種開拓性的研究，創新開發了一種結構鋼新型焊接工藝，在成本增加不大的情況下，僅通過對普通單絲埋弧焊設備的送絲機構進行改造，即可實現焊接效率的大幅提高。

2、本發明焊接工藝，解決了結構鋼埋弧自動焊效率進一步提高的焊接難題，按照該工藝進行焊接，獲得的焊接接頭綜合力學性能優良，滿足與母材等強等韌的要求。

3、本發明的焊接工藝，與普通單絲埋弧焊工藝對比，具有成本相當，在采用同等焊接參數的條件下，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)達到雙電源雙絲焊的90％以上，接頭熱影響區的沖擊韌性也大大提高。具體比較詳見下表。

4、本發明提出的單電源雙細絲埋弧自動焊焊接工藝，具有指導規范作用，填補了我國鋼結構工程中焊接工藝的空白，對于提高結構鋼焊接效率具有重要意義。

5、本發明中焊接參數應根據鋼材牌號、性能要求以及選用焊絲的直徑進行選擇。

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，實現了焊接質量和效率的最優化。