单面焊双面成型角焊埋弧焊方法技术

本发明专利技术涉及一种单面焊双面成型的角焊埋弧焊方法，采用2‑3丝埋弧焊，以重量百分比计，焊丝锰含量0.6‑1.2%，钛含量0.01‑0.2%，硼含量0.005‑0.05%；焊剂中TiO2+CaF2=15‑40%，Al2O3+SiO2=40‑55%，碱度在1.0‑2.5之间；施焊的另一边需要陶瓷衬垫保护；焊接速度1.0‑2.5m/min，热输入量在15‑80kJ/cm之间；垂直水平面的钢板可倾斜40º以内，不开坡口，钢板厚度在16mm以内时，可单道次焊透，可广泛应用于桥梁、建筑钢结构的焊接施工。

Single side welding and double side forming angular welding submerged arc welding method

The invention relates to a single-sided and double-sided submerged-arc welding method for fillet welding, in which 2_3 wire submerged-arc welding is used, the manganese content of the wire is 0.6_1.2%, titanium content is 0.01_0.2%, boron content is 0.005_0.05%, titanium content is 15_40%, Al2O3+SiO2 is 40_55%, alkalinity is between 1.0_2.5, and the other side of the flux is required. Ceramic liner protection; welding speed 1.0_2.5m/min, heat input between 15_80kJ/cm; vertical horizontal steel plate can be inclined within 40_, no groove, steel plate thickness within 16 mm, can be a single pass penetration, can be widely used in bridge, building steel structure welding construction.

【技术实现步骤摘要】
单面焊双面成型角焊埋弧焊方法
本专利技术涉及一种单面焊双面成型角焊埋弧焊方法，属于焊接
，特别是涉及桥梁钢结构中U型肋板与面板焊接、可实现厚度规格16mm以下肋板角焊的全熔透、单面焊双面成型的埋弧焊接方法。
技术介绍
在桥梁钢结构中，尤其是桥面钢结构部件中，有大量涉及肋板和面板的焊接，一类是I型肋板与面板的焊接，另一类是U型肋板与面板的焊接。U型肋板的焊接难度超过I型肋板焊接，原因在于空间狭小、成锐角的一侧施工难度大。通常状况下，只在一侧进行焊接施工。I型肋板与面板焊接是标准的角焊。依据结构设计，肋板厚度在通常在8-20mm之间不等。依据结构特点和肋板厚度，通常采用单丝或者双丝的气保焊、埋弧焊来加工桥梁钢结构的I和U肋板与面板焊接，两个侧面各一个道次。但是当肋板厚度超过12mm时，现有方法均不能实现肋板的完全焊透，未焊透的部分往往会成为服役过程中的疲劳裂纹起源点，从而降低寿命。这个问题在U型肋板与面板焊接表现的更加突出、另一侧常常完全不焊，或者有很大比例部分未焊透，这大大降低了焊接结构的疲劳寿命。行业一直期待采用能够确保焊透的焊接技术，且同时能够提高施工效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种单面焊双面成型角焊埋弧焊方法，解决了现有桥梁钢结构中12mm厚度以上的I和U型肋板与面板不能焊透的难题，且实现了单面焊双面成型，肋板厚度20mm以下，可单道次焊透，提升焊接效率的同时，也提高了焊接接头的疲劳寿命。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：单面焊双面成型的角焊埋弧焊方法，采用2-3丝埋弧焊，以重量百分比计，焊丝锰含量0.6-1.2％，钛含量0.01-0.2％，硼含量0.005-0.05％；焊剂中TiO2+CaF2＝15-40％，Al2O3+SiO2＝40-55％，碱度在1.0-2.5之间；施焊的另一边需要陶瓷衬垫保护；焊接速度1.0-2.5m/min，热输入量在15-80kJ/cm之间；垂直水平面的钢板可倾斜40°以内，不开坡口，肋板厚度在16mm以内时，可单道次焊透；单面焊双面成型的角焊埋弧焊方法，采用2-3丝埋弧焊，以重量百分比计，焊丝锰含量0.7-1.1％，钛含量0.05-0.15％，硼含量0.008-0.04％；焊剂中TiO2+CaF2＝20-36％，Al2O3+SiO2＝42-52％，碱度在1.2-2.3之间；施焊的另一边需要陶瓷衬垫保护；焊接速度1.0-2.5m/min，热输入量在15-80kJ/cm之间；垂直水平面的钢板可倾斜40°以内，不开坡口，肋板厚度在16mm以内时，可单道次焊透；当肋板厚度≤8mm时，前丝选择2.4mm，后丝选择3.2mm；肋板厚度8-16mm时，前丝选择3.2mm，后丝选择4.0mm；单面焊双面成型的角焊埋弧焊方法，采用2-3丝埋弧焊，以重量百分比计，焊丝锰含量0.8-1.0％，钛含量0.08-0.12％，硼含量0.01-0.03％；焊剂中TiO2+CaF2＝24-32％，Al2O3+SiO2＝45-50％，碱度在1.4-2.0之间；施焊的另一边需要陶瓷衬垫保护；焊接速度1.0-2.5m/min，热输入量在15-80kJ/cm之间；垂直水平面的钢板可倾斜40°以内，不开坡口，肋板厚度在16mm以内时，可单道次焊透；当肋板厚度≤8mm时，前丝选择2.4mm，后丝选择3.2mm；肋板厚度8-16mm时，前丝选择3.2mm，后丝选择4.0mm；前丝采用实芯焊丝、通直流电，后丝采用实芯焊丝或药芯焊丝、通交流电。技术说明如下：本专利技术技术思路是通过焊丝、焊剂和工艺搭配，来实现单面焊双面成型。依据肋板的厚度过个，选用2-3丝埋弧焊，从而实现全熔透。以重量百分比计，焊丝锰含量0.6-1.2％，钛含量0.01-0.2％，硼含量0.01-0.05％。焊丝中添加锰，常规作用有二方面，一是脱氧，二是细化焊缝金属组织、提高强度和韧性。但同时，锰会降低焊丝的电阻率，从而增加相同电流下的焊丝熔化率，增加熔深，这是本专利技术添加的目的。当其含量低于0.6％时，不利于焊缝的强度和韧性控制；当其含量超过1.2％时，则对焊丝熔化和穿透力不利，影响焊缝熔深。因此，其优选含量为0.6-1.2％。当其含量在0.7-1.1％之间时，效果更好。当其含量在0.8-1.0％之间时，效果最好。焊丝中添加钛，一方面通过增加焊接熔滴表面张力，从而细化焊接熔滴尺寸，来增加焊接熔深；另一方面，也可增加焊接电弧的挺度，也就是电弧弧柱长度，从而增加焊接熔深。当其含量低于0.01％时，效果不明显；当其含量超过0.2％时，会降低电弧稳定性。因此，优选含量是0.01-0.2％。当其含量在0.05-0.15％之间时，效果更好。当其含量在0.08-0.12％之间时，效果最好。焊丝中添加硼，一方面用于增加焊接电弧挺度、增加熔深；另一方面用于细化焊缝组织，提高强度和韧性。当其含量低于0.005％时，效果不明显；当其含量超过0.05％时，会影响焊接熔滴过渡形态、恶化成型性能。因此，优选含量是0.005-0.05％。当其含量在0.008-0.04％之间时，效果更好。当其含量在0.01-0.03％之间时，效果最好。焊剂中TiO2+CaF2＝15-40％，Al2O3+SiO2＝40-55％，碱度在1.0-2.5之间；焊剂中添加TiO2+CaF2，主要用于强化焊接熔池中的氧化反应，一方面可以增加熔深，另一方面也可以弥补不开坡口或者不规则间隙给熔池带来的咬边，未焊透等缺陷。当其含量低于15％时，效果不明显；当其含量超过35％时，会影响成形性能。因此，优选含量是15-40％。当其含量在20-36％之间时，效果更好。当其含量在24-32％之间时，效果最好。焊剂中添加Al2O3+SiO2，主要用于调整焊道成型性和焊接熔池的脱渣性能。当其含量低于40％时，成型性能较差；当其含量超过55％时，会影响焊接熔深，造成未焊透。因此，优选含量是40-55％。当其含量在42-52％之间时，效果更好。当其含量在45-50％之间时，效果最好。碱度在1.0-2.5之间。当碱度低于1.0时，焊接熔池氧化不完全，影响熔深和力学性能；当碱度超过2.5时，会恶化成型性能。因此优选范围是1.0-2.5。当碱度在1.2-2.3％之间时，效果更好。当其含量在1.4-2.0％之间时，效果最好。施焊的另一边需要陶瓷衬垫保护。焊接速度1.0-2.5m/min，热输入量在15-80kJ/cm之间。焊接I型肋板时，由于是垂直方向，选择任何一个边焊接，另一边施加陶瓷衬垫保护即可。在焊接U型肋板时，需要在外侧边施焊，内侧边加陶瓷衬垫保护。焊接速度1.0-2.5m/min。考虑到焊道成型性、是否可以焊透等因素。当焊接速度低于1.0m/min，提高效率效果不明显；当焊接速度超过2.5m/min，很难确保焊透，会引发未熔合等缺陷，影响焊接质量。当焊接速度在1.2-2.3m/min时，效果更好。当焊接速度在1.4-2.0m/min时，效果最好。热输入量15-80kJ/cm。需要考虑到焊接速度、是否可以焊透、焊道成型性等因素。当热输入量低于15kJ/cm，很难焊透肋板；当热输入量超过80kJ/cm时，不利于焊缝金属组织和性能控制。与焊接电流相互匹配，可实现稳定焊接电弧。当焊接速度在25-65kJ/本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.单面焊双面成型的角焊埋弧焊方法，其特征在于，采用2‑3丝埋弧焊，以重量百分比计，焊丝锰含量0.6‑1.2%，钛含量0.01‑0.2%，硼含量0.005‑0.05%；焊剂中TiO2+CaF2=15‑40%，Al2O3+SiO2=40‑55%，碱度在1.0‑2.5之间；施焊的另一边需要陶瓷衬垫保护；焊接速度1.0‑2.5m/min，热输入量在15‑80kJ/cm之间；垂直水平面的钢板可倾斜40º以内，不开坡口，肋板厚度在16mm以内时，可单道次焊透。

【技术特征摘要】
1.单面焊双面成型的角焊埋弧焊方法，其特征在于，采用2-3丝埋弧焊，以重量百分比计，焊丝锰含量0.6-1.2%，钛含量0.01-0.2%，硼含量0.005-0.05%；焊剂中TiO2+CaF2=15-40%，Al2O3+SiO2=40-55%，碱度在1.0-2.5之间；施焊的另一边需要陶瓷衬垫保护；焊接速度1.0-2.5m/min，热输入量在15-80kJ/cm之间；垂直水平面的钢板可倾斜40º以内，不开坡口，肋板厚度在16mm以内时，可单道次焊透。2.单面焊双面成型的角焊埋弧焊方法，其特征在于，采用2-3丝埋弧焊，以重量百分比计，焊丝锰含量0.7-1.1%，钛含量0.05-0.15%，硼含量0.008-0.04%；焊剂中TiO2+CaF2=20-36%，Al2O3+SiO2=42-52%，碱度在1.2-2.3之间；施焊的另一边需要陶瓷衬垫保护；焊接速度1.0-2.5m/min，热输入量在15-80kJ/cm之间；垂直水平面的钢板可倾斜40º以内，不开坡口，肋板厚...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宇，
申请(专利权)人：张宇，
类型：发明
国别省市：浙江,33