[發明專利]一種厚板高效氣渣聯合保護焊接方法

在審

• 申請號: 202010563981.6
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111761175A
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 陳浮;黃治軍;陶文哲;牟文廣;方要治
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵有限公司
• 主分類號: B23K9/16
• 分類號: B23K9/16;B23K9/235;B23K9/32;B23K103/04
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 段姣姣

一種厚板高效氣渣聯合保護焊接方法：母材性能：Rm 450～600MPaMPa，厚度10~40mm；等厚對接垂直立焊；U型坡口；采用無鍍銅藥芯焊絲，其直徑為Φ1.6mm；保護氣體為80%CO₂+20%O₂；為直流電源正接法；電流300～400A，電壓32～40V，焊接速度5～15cm/min；焊絲導電嘴處于由焊接坡口、焊縫正面銅滑塊及陶瓷襯墊所構成的封閉空間內，焊絲導電嘴高度在其與銅滑塊頂部間垂直距離14±0.1mm處；焊絲導電嘴與焊接平行線相交角度在5～15°；焊接時，在兩U型坡口底部的間隙處用帶粘條的陶瓷襯墊保護。本發明能有效減少焊接應力及焊接變形的產生，且焊前不需預熱，焊后無需熱處理，節約焊接材料的消耗至少50%，降低熱輸入至少60%，焊縫一次成形。

技術領域

本發明涉及一種鋼板的焊接方法，具體氣渣聯合保護焊接方法，具體用于焊接厚度在10~40mm鋼的等厚對接焊接方法。

背景技術

近年來，各國制造業越來越重視焊接結構向高性能、高效化發展。造船、儲罐、大型機械等行業隨著制造能力的提升，焊接結構則向著巨型化發展。故厚板的應用也越來越普及。隨著焊接板厚的增加，焊接效率與焊接質量之間的矛盾也隨之凸現出來。目前也有很多新的焊接方式適應不同的焊接場景，如多絲埋弧焊、多絲氣保護焊接、復合焊接等來提升厚板焊接效率。

氣電立焊是利用熔化極氣體保護電弧焊自動對厚板對接焊縫進行立焊的一種方法。氣電立焊電弧軸線與熔深方向成直角，它是從普通熔化極氣保護焊和電渣焊發展而來。在機械系統和操作應用上與電渣焊方法相似，但焊接的熱源是電弧熱而不是電渣的電阻熱。起保護作用的主要是氣體。氣電立焊一般用于大型構件厚板立縫的一次成形焊接，不同于傳統平焊位置，焊接過程中焊縫處于垂直位置狀態。由于氣電立焊顯著提升了厚板的焊接效率，及氣渣聯合保護保證接頭性能，因此在厚板立焊位置的應用也越加廣泛。

經檢索：

中國專利申請號為CN201410187263.8的文獻，公開了一種《適于20～45mm厚板的氣電立焊工藝》。其需要加工焊接鋼板正反兩面梯形坡口，且要分兩次焊接才能完成，造成焊接能耗較高，加工繁瑣的不足。

中國專利申請號為CN201510384392.0 的文獻，公開了一種《采用單絲氣電立焊機焊接厚鋼板的方法》。其開設的坡口形式為X型坡口，且上下坡口的間隙較寬，使焊接材料消耗增加，且焊后要進行整體退火處理，不僅再次增加了焊接能耗，且降低焊接工作效率。

中國專利申請號為CN201510470477.0 的文獻，公開了《一種船舶海工用板材的焊接方法》，其坡口形式為V形坡口，坡口角度在35°～45°。此類焊接坡口及角度不但使焊接材料的消耗和能耗增加，也容易造成焊接變形及焊接應用存在不安全隱患，尤其對于厚板焊接來講，更會增加整個焊接結構的不安全性。

從上述文獻的結果來看，現有技術所采用的的氣電立焊方法，由于焊縫約束性的一次成形，焊接坡口較大，所需焊接材料較多；且焊縫正面及背面均需要冷卻滑塊或襯墊形成，對焊前裝配要求高且繁瑣，造成焊接速度降低，熱輸入增大，易造成焊縫晶粒粗大，導致焊縫性能下降，并會產生焊接變形，增加焊接應力，加劇整個焊接接頭的結構安全風險。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供一種能有效減少焊接應力及焊接變形的產生，且焊前不需預熱，焊后無需進行熱處理，節約焊接材料的消耗至少50%，降低熱輸入至少60%，焊縫一次成形，進一步提高焊接結構的安全性，也極易實施的厚板高效氣渣聯合保護焊接方法。

實現上述目的的措施：

一種厚板高效氣渣聯合保護焊接方法，其步驟：

1）母材性能：抗拉強度Rm在450～600MPa MPa，厚度在10~40mm；等厚對接垂直立焊；