一种偏心焊接接头焊接变形控制方法技术

本发明专利技术公开了一种偏心焊接接头焊接变形控制方法，该焊接变形控制方法包括：对待焊面板进行焊前预变形设置，预变形设置位置为焊接变形发生区域，预变形设置预弯方向为焊接变形趋势的反方向；在待焊面板焊缝异侧安装加固工装；焊缝施焊及加固工装拆除；焊后去应力。本发明专利技术通过焊前预变形、加固工装约束及焊后去应力措施，能够有效控制焊接变形量，保障偏心焊接接头形式钢构件制作精度。接头形式钢构件制作精度。接头形式钢构件制作精度。

【技术实现步骤摘要】
一种偏心焊接接头焊接变形控制方法


[0001]本专利技术涉及钢构件制作，具体涉及一种偏心焊接接头焊接变形控制方法。

技术介绍

[0002]钢构件中，角接接头一般由拘束度相近、板厚相近的钢板组成，其焊缝填充量适中，焊缝相较于腹板及盖板呈中心分布。同时，因焊接填充量较小，焊接过程中的腹板角变形趋势、盖板弯曲变形趋势较小，受钢板自身约束，往往以内应力形式存在于整体结构件中，焊接变形小。
[0003]然而，一些钢构件构造特殊，存在需将整体刚性较强的部件以熔透焊缝形式焊接至单一薄板上的情况，且构件内侧无焊接空间，仅能在外侧进行单面焊接，例如某钢塔项目的钢锚梁，需将锚梁块体焊接至锚梁底板上，如图6所示；还有一些焊接接头设计为特厚板开深坡口与薄板进行焊接，例如某钢塔项目中，需将120mm特厚承压板开设坡口焊接至40mm薄壁板上，如图2所示。
[0004]以上两种情况中，焊缝相较于结构件整体或局部构造呈偏心分布，此类偏心角接接头焊后盖板平面度严重超差，且后期很难通过火矫矫正平面度，此问题在长焊缝中尤为突出。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：本专利技术针对上述
技术介绍
中所指出的问题，提出一种偏心焊接接头焊接变形控制方法。
[0006]技术方案：本专利技术提供一种偏心焊接接头焊接变形控制方法，包括：
[0007]对待焊面板进行焊前预变形设置，预变形设置位置为焊接变形发生区域，预变形设置预弯方向为焊接变形趋势的反方向；
[0008]在待焊面板焊缝异侧安装加固工装；
[0009]焊缝施焊；
[0010]加固工装拆除；
[0011]焊后去应力。
[0012]进一步地，采用烤火煨弯方式进行焊前预变形设置，预变形设置角度为6～16
°
。
[0013]进一步地，加固工装为框架结构，由板条肋制作而成，其内部具有分隔的对结构起稳固作用的三角形。
[0014]进一步地，加固工装采用点焊方式固定在待焊面板上。
[0015]进一步地，采用小线能量多层多道焊进行施焊。
[0016]进一步地，焊接完成后，采用碳弧气刨清理加固工装定位焊并拆除加固工装。
[0017]进一步地，焊后采用火焰加热方式消除内应力，加热温度550～650℃。
[0018]有益效果：本专利技术与现有技术相比，具有如下显著优点：通过焊前预变形、加固工装约束及焊后去应力措施，有效控制了焊接变形量，保障了偏心焊接接头形式钢构件制作
精度。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1是承压块体结构示意图；
[0021]图2是承压板与壁板焊缝示意图；
[0022]图3是烤火煨弯预变形示意图，图3中的(a)是烤火位置线示意图，图(3)中的(b)是经烤火煨弯预变形的壁板侧视图；
[0023]图4是加固工装的结构示意图；
[0024]图5是加固工装安装在壁板外侧的示意图；
[0025]图6是钢锚梁结构示意图。
具体实施方式
[0026]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。
[0027]本专利技术提供的一种偏心焊接接头焊接变形控制方法，其主要是在焊前对面板进行预变形设置，并使用加固工装在面板背面进行强制约束以增强角接接头面板刚性，从而减少构件焊接变形，满足钢构件验收要求。该焊接变形控制方法具体包括如下步骤：
[0028](1)焊前设置预变形
[0029]使用烤火煨弯方式进行焊前预变形设置，预变形设置位置为焊接变形发生区域，预变形设置预弯方向为钢构件焊接变形趋势的反方向，预变形设置角度为6～16
°
。
[0030](2)制作加固工装
[0031]烤火工艺最大仅能实现16
°
煨弯量，因此在制作加固工装时，应结合待制作的钢构件的结构形式及特点。加固工装轮廓尺寸应充分结合钢构件构造特点、焊接变形覆盖面域进行设计。加固工装宜制作为内部具有三角形的框架结构，以实现在用料最少的情况下起到自身稳固作用。
[0032](3)组装加固工装
[0033]将加固工装安装至偏心焊接接头刚性较弱侧，以达到均衡焊接接头刚性目的。具体来说，偏心焊接接头刚性较弱侧为待焊焊缝的面板异侧，加固工装采用点焊与面板进行固定，在达到控制变形目的基础上，尽可能降低焊后加固工装拆除难度。
[0034](4)焊缝施焊
[0035]采用小线能量多层多道焊进行施焊，以减少施焊过程中的的焊接变形。
[0036](5)加固工装拆除
[0037]焊接完成后，采用碳弧气刨清理加固工装定位焊并拆除加固工装。拆除后，对母材及加固工装不慎损伤部位进行补焊、修磨。加固工装可循环多次使用。
[0038](6)焊后去应力
[0039]由于强制约束变形，构件中内应力较大，焊后采取火焰加热至550～650℃进行消除内应力操作。
[0040]以下结合具体的示例对本专利技术提出的偏心焊接接头焊接变形控制方法做进一步介绍。
[0041]实施例一
[0042]如图1所示，为某大型桥梁钢塔用承压块体结构，其特厚承压板与钢塔壁板之间为坡口角接焊缝，特厚承压板为八边形构造，板厚120mm，最大轮廓尺寸为15790mm
×
15790mm，钢塔壁板规格板厚40mm，板宽1000mm，要求承压板四周与壁板按照熔深和不低于80mm进行焊接。如图2所示为承压板与壁板焊缝示意图，焊接接头为偏心结构形式，如此大焊接填充量势必会造成壁板平面度超差。为了保障构件制作精度，采用上述的焊接变形控制方法来进行该承压块体的制作。
[0043](1)焊前设置预变形
[0044]壁板与承压板组装定位后，进行烤火煨弯，具体地，先在壁板无焊缝侧划出承压板组装位置线，烤火位置为壁板外侧，烤火位置距离承压板位置线20mm，烤火方向为焊缝长度方向，如图3中的(a)所示。烤火温度为700℃，预弯方向为壁板外弯，预变形设置角度为10
°
，如图3中的(b)所示。
[0045](2)制作加固工装
[0046]结合焊缝分布及焊接变形面域，使用板条肋制作加固工装。如图4所示，加固工装为框架结构，长3000mm，宽400mm，高200mm，加固工装内部分隔为若干三角形区域，起到结构稳固作用。板肋材质为Q235B，厚度为40mm，板宽为200mm，长度按照图纸尺寸取值。板肋之间按照浅坡口或者角焊缝进行连接。
[0047](本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种偏心焊接接头焊接变形控制方法，其特征在于，包括：对待焊面板进行焊前预变形设置，预变形设置位置为焊接变形发生区域，预变形设置预弯方向为焊接变形趋势的反方向；在待焊面板焊缝异侧安装加固工装；焊缝施焊；加固工装拆除；焊后去应力。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用烤火煨弯方式进行焊前预变形设置，预变形设置角度为6～16
°
。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，加固工装为框架结构，由...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛喆彦，吴江波，刘志刚，袁俊，董向阳，
申请(专利权)人：中铁宝桥集团有限公司，
类型：发明
国别省市：