一种焊接大于40mm厚度钢板无需清根的埋弧焊接工艺制造技术

一种焊接大于40mm厚度钢板无需清根的埋弧焊接工艺：基材采用TMCP或经微合金化生产的钢板；坡口形状为双Y型圆弧倒角，且圆弧一端与钝边垂直，另一端与坡口边相切；匹配的焊丝直径在3.0~5.0mm；焊接工艺参数：正面第一道焊缝焊接线能量为15~25J/cm，在不进行清根条件下反面第一道焊缝焊接线能量为40~50J/cm，并控制两板钝边之间的上下错位不超过1.5mm；其余按照常规埋弧焊接方式进行。本发明专利技术焊缝成形良好，由于不需进行反面清根，节约了时间、人力、材料及能源，焊接效率显著提高，能产生良好的经济效益和社会效益。

【技术实现步骤摘要】
一种焊接大于40mm厚度钢板无需清根的埋弧焊接工艺
本专利技术涉及一种厚钢板的埋弧焊接工艺，具体地属于一种焊接大于40mm厚度钢板无需清根的埋弧焊接工艺。
技术介绍
目前，对于中厚板的焊接，均在焊接反面焊缝前，要清理焊接坡口直到见到正面焊缝（即焊缝清根），这就需要花费大量人力物力及时间，且焊缝的成形不太好，其过程如图1所示。其除了需要清根的时间及成本外，对于50mm板厚的焊缝，此种焊接工艺需增加焊缝填充量30%以上。本申请人也曾采用双V型坡口进行不清根埋弧焊接试验，在试验过程中发现第一道焊缝的电弧容易侧偏，导致存在焊不透的问题。经分析，导致偏弧原因：一是由于焊丝端头难以接触到V型坡口的尖端处，起弧是在侧面完成；二是由于焊丝离坡口侧面更近，电弧更易形成并稳定在最短路径；三是由于工件装配及焊丝对中时不可避免存在偏差，而此种坡口对装配及对中精度非常敏感，如图2所示。中厚板涉及桥梁、管线、容器、造船等范围很广的领域，且埋弧焊是其主要的焊接方法。因此开发40mm规格不清根埋弧焊技术具有很高的价值。对于厚板的埋弧焊，需要考虑的主要因素如下：焊接坡口：为了形成有效的焊缝，必须将焊接边端采用机加工等方法加工坡口，以便埋弧焊电弧加热及熔化焊接端面、填充焊缝金属。焊接坡口一般有单V型、Y型、U型、双V型、X型、双Y型及双U型等。其中双型坡口又可分为对称型与非对称，其更适用于厚板焊接。底层焊缝叠合量：除单面焊双面成形外，双面焊缝均要求正、反面的底层焊缝有一定的叠合，这样才能得到完整的焊缝。为了实现正、反面的底层焊缝的叠合，传统的方法是在正面焊缝焊接到一定程度后，在焊接反面底层焊缝前，对反面坡口根部进行清除直到显现出正面底层焊缝。焊接线能量：是焊缝单位长度上焊接热源的能量。能将焊接线能量提高，从而为开发不清根埋弧焊技术奠定了基础。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供一种焊缝成形良好，不需进行反面清根，而能提高焊接效率及降低成本的一种焊接大于40mm厚度钢板无需清根的埋弧焊接工艺。实现上述目的的措施：一种焊接大于40mm厚度钢板无需清根的埋弧焊接工艺：1）使用基材条件：采用TMCP或经微合金化生产的钢板，且厚度≥40mm；2）坡口形状：双Y型圆弧倒角，钝边为4~6mm，单侧角度在20~30°；所述圆弧倒角：圆弧一端与钝边垂直，另一端与坡口边相切，圆弧的半径在5~7mm；3）匹配的焊丝直径在3.0~5.0mm的埋弧焊丝；4）焊接工艺参数：正面第一道焊缝焊接线能量为15~25J/cm，在不进行清根条件下反面第一道焊缝焊接线能量为40~50J/cm，并控制两板钝边之间的上下错位不超过1.5mm；其余按照常规埋弧焊接方式进行。优选地：所述的正面第一道焊缝焊接线能量为18~22J/cm，反面第一道焊缝焊接线能量为42~48J/cm。其特征在于：焊丝偏离缝隙不超过1.5mm。其特征在于：焊缝正面坡口深度不超过25mm，反面坡口深度不超过30mm。本专利技术中主要工序的作用本专利技术由于在坡口双Y型上采用圆弧倒角，使坡口根部设计成带圆角，焊丝端部的电弧可以保证对准需要焊接的部位而不会产生偏弧，既使电弧略有偏离也可以加热需要焊接的部位，并且离需焊接的部位更近，电弧的加热更直接有效，对焊接工件的对中精度不敏感，相比V型坡口更为可靠。正面第一道打底焊线能量之所以采用15~25kJ/cm，其能保证埋弧焊工艺稳定性且效率高，并且会产生2~4mm的熔深，使正面打底焊缝不会烧穿。反面第一道打底焊缝之所以采用焊接线能量为40~50kJ/cm，是由于会产生3~4mm熔深，并且由于有正面打底焊缝作为衬托，即使反面打底焊缝有较高的焊接线能量，焊缝也不会烧穿而从而提高焊接效率，而焊接热影响区性能不会产生恶化。采用本专利技术与现有技术相比，焊缝成形良好，由于不需进行反面清根，节约了时间、人力、材料及能源，焊接效率显著提高，能产生良好的经济效益和社会效益。附图说明图1为现有技术反面进行清根后的坡口示意图；图2为现有技术采用双V型坡口反面不清根时的偏弧焊接示意图；图3为本专利技术的双Y型圆弧倒角单侧结构示意图；图4为本专利技术的双Y型圆弧倒角焊后结构示意图。具体实施方式下面对本专利技术予以详细描述：实施例1一种焊接大于40mm厚度钢板无需清根的埋弧焊接工艺：1）使用基材条件：采用TMCP生产的钢板，其厚度为40mm等厚对接焊接；2）坡口形状：双Y型圆弧倒角，钝边为6mm，单侧角度为25°；圆弧倒角：圆弧一端与钝边垂直，另一端与坡口边相切，圆弧的半径为6mm；正面坡口深度为14mm，反面坡口深度20mm；3）匹配的焊丝直径为3.0mm的埋弧焊丝；4）焊接工艺参数：正面第一道焊缝焊接线能量为~18J/cm，在不进行清根条件下反面第一道焊缝焊接线能量为~40J/cm，并控制两板钝边之间的上下错位在0.5mm；其余按照常规埋弧焊接方式进行。经检测，正面焊缝没烧穿，反面焊缝为焊透，正反第一道两道焊缝的重叠量为1.6mm。由于不清根，焊接时间比原来缩短约4个小时，而且焊缝平滑，成形良好，完全满足要求。实施例2一种焊接大于40mm厚度钢板无需清根的埋弧焊接工艺：1）使用基材条件：采用微合金化生产的钢板，其厚度为50mm等厚对接焊接；2）坡口形状：双Y型圆弧倒角，钝边为5mm，单侧角度为22.5°；圆弧倒角：圆弧一端与钝边垂直，另一端与坡口边相切，圆弧的半径为5mm；正面坡口深度为20mm，反面坡口深度25mm；3）匹配的焊丝直径为4.0mm的埋弧焊丝；4）焊接工艺参数：正面第一道焊缝焊接线能量为~20J/cm，在不进行清根条件下反面第一道焊缝焊接线能量为~45J/cm，并控制两板钝边之间的上下错位在1.0mm，焊丝偏离缝隙1.2mm；其余按照常规埋弧焊接方式进行。经检测，正面焊缝没烧穿，反面焊缝为焊透，正反第一道两道焊缝的重叠量为1.8mm。由于不清根，焊接时间比原来缩短了约4个小时，而且焊缝平滑，成形良好，完全满足要求。实施例3一种焊接大于40mm厚度钢板无需清根的埋弧焊接工艺：1）使用基材条件：采用微合金化生产的钢板，其厚度为60mm等厚对接焊接；2）坡口形状：双Y型圆弧倒角，钝边为6mm，单侧角度为22.5°；圆弧倒角：圆弧一端与钝边垂直，另一端与坡口边相切，圆弧的半径为5mm；正面坡口深度为24mm，反面坡口深度30mm；3）匹配的焊丝直径为4.0mm的埋弧焊丝；4）焊接工艺参数：正面第一道焊缝焊接线能量为~25J/cm，在不进行清根条件下反面第一道焊缝焊接线能量为~50J/cm，并控制两板钝边之间的上下错位在0.2mm，焊丝偏离缝隙1.0mm；其余按照常规埋弧焊接方式进行。经检测，正面焊缝没烧穿，反面焊缝为焊透，正反第一道两道焊缝的重叠量为2.8mm。由于不清根，焊接时间比原来缩短了5小时，而且焊缝平滑，成形良好，完全满足要求。实施例4一种焊接大于40mm厚度钢板无需清根的埋弧焊接工艺：1）使用基材条件：采用微合金化生产的钢板，其厚度为55mm等厚对接焊接；2）坡口形状：双Y型圆弧倒角，钝边为5mm，单侧角度为25°；圆弧倒角：圆弧一端与钝边垂直，另一端与坡口边相切，圆弧的半径为5mm；正面坡口深度为25mm，反面坡口深度25mm；3）匹配的焊丝直径为3.5mm的埋弧焊丝；4）焊接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种焊接大于40mm厚度钢板无需清根的埋弧焊接工艺：1）使用基材条件：采用TMCP或经微合金化生产的钢板，且厚度≥40mm；2）坡口形状：双Y型圆弧倒角，钝边为4~6mm，单侧角度在20~30°；所述圆弧倒角：圆弧一端与钝边垂直，另一端与坡口边相切，圆弧的半径在5~7mm；3）匹配的焊丝直径在3.0~5.0mm的埋弧焊丝；4）焊接工艺参数： 正面第一道焊缝焊接线能量为15~25J/cm，在不进行清根条件下反面第一道焊缝焊接线能量为40~50J/cm，并控制两板钝边之间的上下错位不超过1.5mm；其余按照常规埋弧焊接方式进行。

【技术特征摘要】
1.一种焊接大于40mm厚度钢板无需清根的埋弧焊接工艺：1）使用基材条件：采用TMCP或经微合金化生产的钢板，且厚度大于40mm；2）坡口形状：双Y型圆弧倒角，钝边为4~5mm，单侧角度在20~22.5°；所述圆弧倒角：圆弧一端与钝边垂直，另一端与坡口边相切，圆弧的半径在5~7mm；焊缝正面坡口深度14...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄治军，缪凯，李立军，方要治，胡家国，秦新会，
申请(专利权)人：武汉钢铁集团公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42