一种桥梁钢厚板窄间隙对拼接头形式及焊接方法技术

本发明专利技术涉及一种桥梁钢厚板窄间隙对拼接头形式及焊接方法，通过单面焊双面成形避免了超大件翻身焊接和气刨清根；对接坡口形式为V型窄间隙坡口，坡口角度8

【技术实现步骤摘要】
一种桥梁钢厚板窄间隙对拼接头形式及焊接方法


[0001]本专利技术涉及一种既能保质高效、减少了焊接量和焊材消耗，避免二次翻身和气刨清根，提高了焊接效率，有效控制焊接质量，又能极大地节约了制造成本的桥梁钢厚板窄间隙对拼接头形式及焊接方法，属于钢桥梁制造领域。

技术介绍

[0002]国内在建巢马公铁两用长江大桥跨江段采用“巢马铁路+预留铁路+城市快速公路”的多通道合建方案。 主桁横向采用三主桁结构，N形桁架，采用Q370qE、Q420qE、Q500qE三种高强桥梁结构钢，主桁节点板、腹板厚度达48mm，节点板与腹板采用熔透对接形式。传统的焊接方式为对接接头开非对称X型坡口，采用实心焊丝打底（GMAW）、埋弧填充盖面（SAW），板块翻身后气刨清根再埋弧自动焊填充盖面焊接。但采用该复合焊接方法焊接存在以下缺点：（1）厚板开X型坡口或U型坡口，坡口通过机械加工实现，且此类坡口焊缝填充量大，焊接变形难以控制，焊材及人工成本高；（2）大量填充金属导致焊缝组织不均匀，接头机械性能不稳定；（3）焊缝反面需要气刨清根，容易产生夹渣等缺陷；（4）节点板与腹板结构尺寸大，单元件翻身困难，制造成本高，同时超大件翻身会导致结构变形。

技术实现思路

[0003]设计目的：避免
技术介绍
中的不足之处，设计一种既能保质高效、减少了焊接量和焊材消耗，避免二次翻身和气刨清根，提高了焊接效率，有效控制焊接质量，又能极大地节约了制造成本的桥梁钢厚板窄间隙对拼接头形式及焊接方法。
[0004]设计方案：为了实现上述设计目的。本专利技术提出了一种桥梁钢厚板窄间隙对拼接头形式及焊接方法，一是通过单面焊双面成形避免了超大件翻身焊接和气刨清根，提高了焊接效率，有效控制焊接质量；二是对接坡口形式为V型窄间隙坡口形式，坡口通过火焰切割即可实现，无需机械加工，坡口面积减少三分之二，减少了焊缝金属填充量，降低了生产成本，为厚板焊接提供了一种高效制造技术方案，提高了焊接效率；三是采用摆动电极的窄间隙埋弧焊接方法，两坡口边熔合较好，接头性能安全可靠；四是对接坡口形式为V型窄间隙坡口，坡口角度8
‑
12
°
，坡口间隙8
‑
10mm，坡口底部采用陶质衬垫+钢条的对接结构形式，坡口面积减少三分之二，减少了焊缝金属填充量，降低了生产成本，提高了焊接效率；五是设计了适用于窄间隙摆动焊接的送丝机构，（焊丝在送丝过程中，弯曲装置沿焊缝垂直方向左右驱动，使焊丝呈波浪形弯曲状态，焊接时焊丝端头靠近母材边缘，保证坡口边缘熔合良好），采用摆动电极的窄间隙埋弧焊接方法，两坡口边熔合较好，接头性能安全可靠；六是本专利技术设计的桥梁钢厚板窄间隙对拼接头形式及焊接方法，保质高效、减少了焊接量和焊材消耗，避免二次翻身和气刨清根，提高了焊接效率，有效控制焊接质量，极大地节约了制造成本。
[0005]技术方案：一种桥梁钢厚板窄间隙对拼接头形式及焊接方法，对拼接头结构形式由拼板、拼板、钢条、 陶质衬垫拼装而成，接头焊接采用摆动电极的窄间隙枪头埋弧自动焊
接，即：（1）采用数控火焰切割设备分别加工出拼板、拼板坡口，单侧坡口角度4
‑6°
，拼板和拼板板厚范围为30
‑
50mm，不等厚对接时厚板开设1:8过渡斜坡，火焰加工出钢板条，钢条板厚为6
‑
8mm，材质与拼板相同，选择型号为TG20271406陶质衬垫和焊丝直径为4.0mm埋弧焊丝CJQ
‑
1和SJ105q焊剂备用；（2）将拼板坡口边缘及钢条打磨除锈后组拼成倒梯形结构形式，组装间隙为8
‑
10mm，对组拼好的接头坡口区域进行预热，预热温度为100℃至150℃；（3）采用窄间隙摆动焊接的埋弧焊焊枪，焊枪枪头直径8mm，焊丝经弯曲成形轮弯曲后形成波浪形状，送丝过程实现了电极摆动；（4）将组对好的接头采用摆动电极的窄间隙埋弧自动焊进行焊接。
[0006]本专利技术与
技术介绍
相比，一是通过单面焊双面成形避免了超大件翻身焊接和气刨清根；二是对接坡口形式为V型窄间隙坡口，组装后坡口角度8
‑
12
°
，坡口间隙8
‑
10mm，坡口底部采用陶质衬垫+钢条的对接结构形式，焊缝金属填充量相对传统工艺减少60%，降低了生产成本，提高了焊接效率；三是对接坡口底部加钢条确保陶质衬垫不被烧穿，保证反面成形良好，也可通过电弧熔化后作为一部分填充金属熔入焊缝，提高了焊接效率；四是设计了适用于窄间隙摆动焊接的送丝机构，采用摆动电极的窄间隙埋弧焊接方法，两坡口边熔合较好，接头性能安全可靠。
附图说明
[0007]图1是等厚窄间隙拼接接头示意图。
[0008]图2是不等厚窄间隙拼接接头示意图。
[0009]图3是拼板坡口切割角度示意图。
[0010]图4是拼板坡口切割角度及过渡坡切割示意图。
[0011]图5是窄间隙摆动电极埋弧焊焊枪示意图。
[0012]图6是例1示意图。
[0013]图7是例2示意图。
[0014]图8是宏观金相照片。
具体实施方式
[0015]实施例1：参照附图1
‑
5。一种桥梁钢厚板窄间隙对拼接头形式及焊接方法：如图1、图2，接头结构形式由拼板1、拼板2、钢条3、 陶质衬垫4拼装而成，接头焊接采用摆动电极的窄间隙埋弧自动焊接方法（窄间隙枪头5）。由拼板1、拼板2、钢条3、 陶质衬垫4拼装而成拼接坡口通过火焰切割即可实现，无需进行机械加工。坡口加工及拼接步骤如下：（1）采用数控火焰切割设备分别加工出拼板1、拼板2坡口，单侧坡口角度4
‑6°
（如图3），拼板1和拼板2板厚范围为30
‑
50mm，不等厚对接时厚板开设1:8过渡斜坡（如图4），火焰加工出钢板条3，钢条3板厚为6
‑
8mm，材质与拼板相同，选择型号为TG20271406陶质衬垫和焊丝直径为4.0mm埋弧焊丝CJQ
‑
1和SJ105q焊剂备用。
[0016]（2）将拼板坡口边缘及钢条打磨除锈后组拼成图1、图2结构形式，组装间隙为8
‑
10mm，对组拼好的接头坡口区域进行预热，预热温度为100℃至150℃。钢条3可以确保陶质衬垫4不被烧穿，保证反面成形良好，也可通过电弧熔化后作为一部分填充金属熔入焊缝，提高了焊接效率。
[0017]本专利技术设计的适用于窄间隙摆动焊接的埋弧焊焊枪5（如图5），焊枪枪头直径8mm，焊丝经弯曲成形轮弯曲后形成波浪形状，送丝过程实现了电极摆动。
[0018]将组对好的接头采用摆动电极的窄间隙埋弧自动焊进行焊接，所述焊机具有电极摆动和红外焊缝跟踪功能，焊枪为一种窄间隙焊枪5，所述焊丝直径为4.0mm，焊接电流为500
‑
600A，焊接电压为30
‑
34V,焊接速度为22
‑
26m/h，电极摆动频次为每秒1次，焊剂SJ105q经350
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种桥梁钢厚板窄间隙对拼接头形式及焊接方法，其特征是：对拼接头结构形式由拼板（1）、拼板（2）、钢条（3）、 陶质衬垫（4）拼装而成，接头焊接采用摆动电极的窄间隙枪头（5）埋弧自动焊接，即：（1）采用数控火焰切割设备分别加工出拼板（1）、拼板（2）坡口，单侧坡口角度4
‑6°
，拼板（1）和拼板（2）板厚范围为30
‑
50mm，不等厚对接时厚板开设1:8过渡斜坡，火焰加工出钢板条（3），钢条（3）板厚为6
‑
8mm，材质与拼板相同，选择型号为TG20271406陶质衬垫和焊丝直径为4.0mm埋弧焊丝CJQ
‑
1和SJ105q焊剂备用；（2）将拼板坡口边缘及钢条打磨除锈后组拼成倒梯形结构形式，组装间隙为8
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10mm，对组拼好的接头坡口区域进行预热，预热温度为100℃至150℃；（3）采用窄间隙摆动焊接的埋弧焊焊枪（5），焊枪枪头直径8mm，焊丝经弯曲成形轮弯曲后形成波浪形状，送丝过程实现了电极摆动；（4）将组对好的接头采用摆动电极的窄间隙埋弧自动焊进行焊接。2.根据权利要求1所述的桥梁钢厚板窄间隙对拼接头形式及焊接方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄会强，吴小兵，王晓辉，路玉荣，徐龙强，
申请(专利权)人：中铁宝桥集团有限公司，
类型：发明
国别省市：