面向大厚度板的GMAW横焊方法技术

本发明专利技术提供了一种面向大厚度板的GMAW横焊方法，设计了深度60mm、根部区小坡口角度为45度的大厚度板横焊坡口形式，并且，对于整个坡口部分进行根部焊接区、上壁焊接区、上层间焊接区、下壁焊接区、下层间焊接区、盖面区的焊接区域的划分，且对不同区域的焊枪调节角度进行了规范。同时，给出了获得合格焊缝的包含电弧电压及电流焊接规范，对于焊接时采用单丝和双丝的焊接顺序进行了规定。该方法能在较低成本下获得没有熔池下淌、熔透度良好的合格焊缝，并能显著提高焊接效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及多丝GMAW厚板焊接领域，具体地，涉及一种面向大厚度板的GMAW横焊方法。
技术介绍
横焊与平焊、立焊等相比，最主要的是存在熔池空间位置变化导致的熔池下淌缺陷。针对此问题，A.Traidia等人（A.Traidia,F.Roger,J.Schroeder,E.Guyot,T.Marlaud.On the effects of gravity and sulfur content on the weld shape in horizontal narrow gap GTAW of stainless steel[J].Journal of Materials Processing Technology.2013(7):1128-1138.）研究了不锈钢的单丝TIG横焊，通过调节元素成分控制熔池下淌；王会霞等人（王会霞，王军，胡云岩，汪殿龙.双脉冲MAG横焊工艺的研究[J].铸造技术.2009,30(1):95-97.）研究了双脉冲MAG横焊工艺，高频脉冲信号主要用于熔滴过渡，低频脉冲信号对于高频进行调制，控制焊缝成形；王军等人（王军，陈树君，卢振洋，殷树言.磁场控制横向MAG焊接焊缝成型工艺的研究[J].北京工业大学学报.2003.29(2):147-150.）研究单丝MAG脉冲横焊时候加入外来磁场，利用外来的洛伦兹力平衡熔滴重力，使得焊缝均匀无下淌缺陷；C.L.Yang等人（C.L.Yang，N.Guo，S.B.Lin.Application of rotating arc system to horizontal narrow gap welding[J].Science of Technology of Welding and Joining,2009,14(2):172-177.）在单丝MAG焊接中加入电弧摆动，使得焊缝成形均匀，没有明显向下偏移。实际焊接过程中，焊接母材的元素是确定的，并不能被调节。磁场控制、电弧摆动均需要提供专门的外加设备，成本较高。脉冲焊接需要有专门的脉冲焊机，普通的直流焊机也满足不了脉冲焊接的条件。且以上方法只能进行单丝焊接，效率偏低。本专利提出了一种区别于元素调节、双脉冲调制、磁场控制、电弧摆动的新方法，能够在成本较低的情况下，解决横焊熔池下淌的问题，并且调节方法直观简便，并获得成形质量好、成形效率高的优质焊缝。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种面向大厚度板的GMAW横焊方法。根据本专利技术的一个方面，提供一种面向大厚度板的GMAW横焊方法，包括以下步骤：第一步：对待焊接的厚板进行坡口设计，设计根部区小坡口角度为45度、下板水平、深度为60mm的坡口；第二步：对于整个坡口部分进行根部焊接区、上壁焊接区、上层间焊接区、下壁焊接区、下层间焊接区、盖面焊接区的焊接区域的划分，并对于不同区域的焊道数量进行划分；第三步：对根部焊接区焊道进行焊接，采用单丝焊接，焊枪下倾25度以上；第四步：对下壁焊接区焊道进行焊接，采用双丝焊接，焊枪下倾20度-25度；第五步：对下层间焊接区焊道进行焊接，采用双丝焊接，焊枪下倾10度-15度；第六步：对上壁焊接区焊道进行焊接，采用单丝焊接，焊枪上倾20度-25度；第七步：对上层间焊接区焊道进行焊接，采用单丝焊接，焊枪上倾10度-15度；第八步：对盖面焊接区焊道进行焊接，采用单丝焊接，盖面焊接区焊道在上层间位置时，焊枪上倾10度-15度；盖面焊接区焊道在上壁位置时，焊枪上倾20度-25度；盖面焊接区焊道在下层间位置时，焊枪下倾10度-15度；盖面焊接区焊道在下壁位置时，焊枪下倾20度-25度。优选地，第三步至第八步中，焊接保护气体采用体积配比为80%Ar+20%CO2的混合气体；焊接电流方式采用直流方式。优选地，第三步至第八步中，焊接速度为0.155m/min，气体流量为15L/min。优选地，第四步和第五步中，双丝焊枪间距为30mm，喷嘴直径为10mm。优选地，第三步中，焊接电压取28V-32V之间值，焊接电流取280A-320A之间值。优选地，第四步中，引导焊丝焊接电压取25V-26V之间值，引导焊丝焊接电流取200A-220A之间值，跟随焊丝焊接电压取24V-25V之间值，跟随焊丝焊接电流取160A-180A之间值。优选地，第五步中，引导焊丝焊接电压取25V-26V之间值，引导焊丝焊接电流取200A-220A之间值，跟随焊丝焊接电压取24V-25V之间值，跟随焊丝焊接电流取160A-180A之间值。优选地，第六步中，焊接电压取28V-29V之间值，焊接电流取240A-300A之间值。优选地，第七步中，焊接电压取28V-29V之间值，焊接电流取240A-300A之间值。优选地，第八步中，盖面焊接区焊道在上层间位置时，焊接电压取28V-29V之间值，焊接电流取240A-300A之间值；盖面焊接区焊道在上壁位置时，焊接电压取28V-29V之间值，焊接电流取240A-300A之间值；盖面焊接区焊道在下层间位置时，引导焊丝焊接电压取25V-26V之间值，引导焊丝焊接电流取200A-220A之间值，跟随焊丝焊接电压取24V-25V之间值，跟随焊丝焊接电流取160A-180A之间值；盖面焊接区焊道在下壁位置时，引导焊丝焊接电压取25V-26V之间值，引导焊丝焊接电流取200A-220A之间值，跟随焊丝焊接电压取24V-25V之间值，跟随焊丝焊接电流取160A-180A之间值。本专利技术采用新型坡口设计和焊枪倾斜角度设计的规范，解决了熔池下淌的问题。坡口设计的特点是：根部更深坡口有利于焊枪深入焊透。焊枪角度设计的特点是：对于整个坡口部分进行根部焊接区、上壁焊接区、上层间焊接区、下壁焊接区、下层间焊接区、盖面区的焊接区域的划分，对于不同选区的焊接角度倾斜方式不同。另外，本专利技术采用单丝、双丝交替结合的焊接方法，一方面采用双丝焊接提高焊接的效率，另一方面，由于在上壁区间和上层间区间处，双丝形成的熔池较大，电弧力不足以抵抗重力也会形成熔池下淌，故采用单丝焊接。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：（1）本专利技术坡口的下板呈水平，对于焊接中熔化流动的熔池，水平面可更有效承托下淌的熔滴，而减缓其下淌趋势。（2）有利于熔透效应：本专利技术设计根部区小坡口角度为45度，焊枪可达到的下倾角度更大，利于层壁熔透，并且在根部焊接时，焊枪头部可更深入，有利于根部熔透。（3）本专利技术的坡口的横截面积小，使用该坡口需要填充的焊丝金属更好，焊接效率高。（4）采用单本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种面向大厚度板的GMAW横焊方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：对待焊接的厚板进行坡口设计，设计根部区小坡口角度为45度、下板水平、深度为60mm的坡口；第二步：对于整个坡口部分进行根部焊接区、上壁焊接区、上层间焊接区、下壁焊接区、下层间焊接区、盖面焊接区的焊接区域的划分，并对于不同区域的焊道数量进行划分；第三步：对根部焊接区焊道进行焊接，采用单丝焊接，焊枪下倾25度以上；第四步：对下壁焊接区焊道进行焊接，采用双丝焊接，焊枪下倾20度‑25度；第五步：对下层间焊接区焊道进行焊接，采用双丝焊接，焊枪下倾10度‑15度；第六步：对上壁焊接区焊道进行焊接，采用单丝焊接，焊枪上倾20度‑25度；第七步：对上层间焊接区焊道进行焊接，采用单丝焊接，焊枪上倾10度‑15度；第八步：对盖面焊接区焊道进行焊接，采用单丝焊接，盖面焊接区焊道在上层间位置时，焊枪上倾10度‑15度；盖面焊接区焊道在上壁位置时，焊枪上倾20度‑25度；盖面焊接区焊道在下层间位置时，焊枪下倾10度‑15度；盖面焊接区焊道在下壁位置时，焊枪下倾20度‑25度。

【技术特征摘要】
1.一种面向大厚度板的GMAW横焊方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步：对待焊接的厚板进行坡口设计，设计根部区小坡口角度为45度、下板水
平、深度为60mm的坡口；
第二步：对于整个坡口部分进行根部焊接区、上壁焊接区、上层间焊接区、下壁焊
接区、下层间焊接区、盖面焊接区的焊接区域的划分，并对于不同区域的焊道数量进行
划分；
第三步：对根部焊接区焊道进行焊接，采用单丝焊接，焊枪下倾25度以上；
第四步：对下壁焊接区焊道进行焊接，采用双丝焊接，焊枪下倾20度-25度；
第五步：对下层间焊接区焊道进行焊接，采用双丝焊接，焊枪下倾10度-15度；
第六步：对上壁焊接区焊道进行焊接，采用单丝焊接，焊枪上倾20度-25度；
第七步：对上层间焊接区焊道进行焊接，采用单丝焊接，焊枪上倾10度-15度；
第八步：对盖面焊接区焊道进行焊接，采用单丝焊接，盖面焊接区焊道在上层间位
置时，焊枪上倾10度-15度；盖面焊接区焊道在上壁位置时，焊枪上倾20度-25度；盖
面焊接区焊道在下层间位置时，焊枪下倾10度-15度；盖面焊接区焊道在下壁位置时，
焊枪下倾20度-25度。
2.根据权利要求1所述的面向大厚度板的GMAW横焊方法，其特征在于，第三步
至第八步中，焊接保护气体采用体积配比为80%Ar+20%CO2的混合气体；焊接电流方
式采用直流方式。
3.根据权利要求1所述的面向大厚度板的GMAW横焊方法，其特征在于，第三步
至第八步中，焊接速度为0.155m/min，气体流量为15L/min。
4.根据权利要求1所述的面向大厚度板的GMAW横焊方法，其特征在于，第四步
和第五步中，双丝焊枪间距为30mm，喷嘴直径为10mm。
5.根据权利要求1所述的面向大厚度板的GMAW横焊方法，其特征在于，第三步
中，焊接电压取28V...

【专利技术属性】
技术研发人员：张菁，李芳，叶定剑，吴东升，顾煜，华学明，曹能，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31