Ｉ形或Ｙ形坡口陶瓷衬垫单面埋弧自动焊方法技术

本发明专利技术公开了Ｉ形或Ｙ形坡口陶瓷衬垫单面埋弧自动焊方法，它包括以下步骤：（１）在两个待焊接母材的底部垫上陶瓷焊接衬垫，并使Ｉ形接口的两个母材之间的间隙为２－３ｍｍ或者Ｙ形坡口的两个母材之间底部直接口部分之间的间隙为３．５－４ｍｍ；（２）采用埋弧自动焊机在电流值为７５０～８５０Ａ，电压为３８～４２Ｖ，焊机行走速度为１８～１９．５米／小时的操作条件下，由下至上在两个待焊接母材Ｉ形接口或Ｙ形坡口处施焊。采用本工艺既可使焊缝达到“焊接接头的力学性能和工艺性能均应高于母材金属”的要求，又省去了使工件“翻身”的吊装设备。另外既节约了焊丝，又减少了焊接层次，而且最大限度减小了焊接残余应力和棱角度变形。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种单面埋弧自动焊，特别涉及一种I形或Y形坡口陶瓷衬垫单面埋 弧自动焊方法。
技术介绍
目前的焊接规程之一 JB/T47109-2000《钢制压力容器焊接规程》标准释义一文中， 对窄间隙埋弧自动焊施焊时I形坡口、Y形坡口的选用原则有如下规定"I形坡口的特点， 它适合薄板和中厚板的高效焊接。单面焊时焊一道完成，双面焊时，内外(正反面)各焊一 道完成。……单面焊最大板厚12mm，……双面焊最大板厚20mm" "Y形坡口 随着焊接板厚 增加，I形坡口便满足不了焊接要求，应采用Y形坡口，对于双面焊来说，最大厚度为36mm。" 上述是目前常用的对接焊缝焊接工艺(含T型对接)，其中关于"双面焊"的要求 即需要有大起重量的设备才能将所焊接的工件翻身，以达到"双面焊"的要求，一般在工厂 制造的情况下尚可做到，如在不具备翻转设备的情况下或者在现场节段组拼焊接时则只能 采取仰焊(需具备特殊焊接技能的人员施焊，尽管如此仰焊缝也会存在微量"咬边"缺陷， 影响使用性能)，或为了避免仰焊只能选择栓接等其他连接方式。 另外，在钢制全焊接结构的桥梁设计图纸中，一般均会要求"焊接所选用的焊条、 焊剂与钢材(母材)焊接后，其熔敷金属的机械强度、延伸率及冲击韧性等均应高于母材金 属"换言之即焊接接头的力学性能和工艺性能均应高于母材金属。而钢材的冲击韧性、时 效冲击性能与其化学成分中有害元素硫、磷的含量是有一定关联的。目前我国焊条的国家 标准是适用于各行业的通用标准，有些型号的焊条规定了硫磷的含量，有些没有规定，即使 规定了硫磷含量的焊条也会出现其硫磷含量高于某些钢板(母材)的情况，这时对于中厚 板焊接，如果采取传统的V型坡口双面焊工艺，由于过多地加入了含硫磷较高的焊条金属， 将无法达到"焊接接头的力学性能和工艺性能均应高于母材金属"的要求，导致某些焊接构 件只能降级使用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服已有技术的不足，提供一种可使焊缝达到焊接接头的力学 性能和工艺性能均高于母材金属的要求，又省去了使工件"翻身"的吊装设备的I形或Y形 坡口陶瓷衬垫单面埋弧自动焊方法。本专利技术的I形或Y形坡口陶瓷衬垫单面埋弧自动焊方法，它包括以下步骤 (1)在两个待焊接母材的底部垫上陶瓷焊接衬垫，并使I形接口的两个母材之间 的间隙为2-3mm或者Y形坡口的两个母材之间底部直接口部分之间的间隙为3. 5-4mm ; (2)采用埋弧自动焊机在电流值为750 850A，电压为38 42V，焊机行走速度 为18 19. 5米/小时的操作条件下，由下至上在两个待焊接母材I形接口或Y形坡口处 施焊。 本专利技术的优点在于 采用本工艺焊接，既可使焊缝达到"焊接接头的力学性能和工艺性能均应高于母材金属"的要求，又省去了使工件"翻身"的吊装设备。另外由于"窄间隙、和较大钝边的Y形坡口"间隙量小，两侧母材自身原位加热熔合、冷却、结晶，既节约了焊丝，又减少了焊接层次，而且最大限度减小了焊接残余应力和棱角度变形，同时焊接效率提高，可谓省工省 料，一举多得。具体实施例方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细描述。 本专利技术的I形或Y形坡口陶瓷衬垫单面埋弧自动焊方法，它包括以下步骤(1)在 两个待焊接母材的底部垫上陶瓷焊接衬垫，并使I形接口的两个母材之间的间隙为2-3mm 或者Y形坡口的两个母材之间底部直接口部分之间的间隙为3. 5-4mm ; (2)采用埋弧自动焊 机在电流值为750 850A，电压为38 42V，焊机行走速度为18 19. 5米/小时的操作 条件下，由下至上在两个待焊接母材I形接口或Y形坡口处施焊。陶瓷焊接衬垫可在市场 购得。 优选的在Y形坡口处施焊时，所述的Y形坡口的两个母材之间坡口处采用的电流 值与底部直接口部分电流值相同并且Y形坡口的两个母材之间坡口处采用的电压值高于 底部直接口部分电压值。 窄间隙埋弧自动焊的焊接机理是在窄间隙存在的条件下，增加熔深而不焊穿的优 化工艺，如果采用背面陶瓷焊接衬垫，它承接了从窄间隙漏入的焊剂，在电弧熔焊时它参与 电弧冶金后形成熔渣上浮，留下了凹槽形，凹槽空间起坩埚的作用，使熔态焊缝金属背面成 形，如此即形成了背面焊缝的强制成型。 窄间隙埋弧自动焊，在间隙存在的条件下能够增加熔深而不焊穿的原理如下埋 弧自动焊时随电流的增大，由于电弧的压力增大对熔池中液态金属的排出作用增强了，电 弧深入基本金属，而使熔深成正比增加，由于熔深的增加，电弧深深潜入熔池，焊接电弧的 活动能力在焊接电流增加到一定数值时，由于"潜弧"而减弱，同时电流增加热输入量增大， 焊丝熔入量也大幅度增加，当采取窄间隙的I形和较大钝边的Y型坡口时，电弧两侧的母材熔入熔池较多，与焊丝共同熔合的熔态金属量又大了些，这样电弧对熔池底部的液态金属 反而难以排出，故此时熔深不再增加，反而有减少的趋势，即可达到"不焊穿"。同时，焊接到 坡口部分时(相当于原先的窄间隙增大)，最好在保持焊接Y型坡口的底部直接口部分电流 不变的情况下，在给定电压范围内增加电压，电弧的长度拉长，摆动作用加剧，焊缝的熔宽 增加，特别是，此时增加电压(不升高电流)使得更多的电弧热被用于加热和熔化窄间隙两 侧的母材金属，而电压升高的同时会降低埋弧自动焊机焊丝的输入量，造成少量的焊丝和 较多的母材金属熔合，填补在焊接区域内，这样在焊接硫磷含量很低的钢材时(如Q345qD 或Q345qE)，母材金属化学成分中硫磷含量本来就不高，而电弧冶金反应中又有脱硫脱磷的 效果(如采用低锰中硅中氟型埋弧自动焊焊剂，其中的Mn02和Si02、 CaF2的成分会充分地 起到此效果)，这样焊接后所得到的焊缝，起综合性能经检查、试验，均可做到"焊接接头的 力学性能和工艺性能均应高于母材金属"的要求。 实施例1 在两个待焊接母材(材质为Q345qD或Q345qC)，钢板厚度16mm， I型坡口 ，底部垫上陶瓷焊接衬垫，并使I形接口的两个母材之间的间隙为2mm ;采用埋弧自动焊机在电流值 为750A，电压为40V，焊机行走速度为19米/小时的操作条件下，由下至上在两个待焊接母 材I形接口处完成施焊。 经焊接接头的常规检测(拉伸、弯曲、冲击韧性实验)，可得出焊接接头的力学性能和工艺性能均高于母材金属的结论。 实施例2 在两个待焊接母材(材质为Q345qD或Q345qC)的底部垫上陶瓷焊接衬垫，并使I 形接口的两个母材之间的间隙为3mm ;采用埋弧自动焊机在电流值为850A，电压为42V，焊 机行走速度为18米/小时的操作条件下，由下至上在两个待焊接母材I形接口处完成施 焊。 经焊接接头的常规检测(拉伸、弯曲、冲击韧性实验)，可得出焊接接头的力学性能和工艺性能均高于母材金属的结论。 实施例3 在两个待焊接母材(材质为Q345qD或Q345qC)的底部垫上陶瓷焊接衬垫，并使I 形接口的两个母材之间的间隙为2. 5mm ;采用埋弧自动焊机在电流值为780A，电压为38V， 焊机行走速度为19. 5米/小时的操作条件下，由下至上在两个待焊接母材I形接口处完成 施焊。 经焊接接头的常规检测(拉伸、弯曲、冲击韧性实验)，可得出焊接接头的力学性能和工艺性能均高于母材金属的结论。 实施例4 在两个待焊接母材(材质为Q345qD或Q3本文档来自技高网...

【技术保护点】
Ｉ形或Ｙ形坡口陶瓷衬垫单面埋弧自动焊方法，其特征在于它包括以下步骤：（１）在两个待焊接母材的底部垫上陶瓷焊接衬垫，并使Ｉ形接口的两个母材之间的间隙为２－３ｍｍ或者Ｙ形坡口的两个母材之间底部直接口部分之间的间隙为３．５－４ｍｍ；（２）采用埋弧自动焊机在电流值为７５０～８５０Ａ，电压为３８～４２Ｖ，焊机行走速度为１８～１９．５米／小时的操作条件下，由下至上在两个待焊接母材Ｉ形接口或Ｙ形坡口处施焊。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：许平，张国华，谷李忠，刘丽，
申请(专利权)人：天津市赛英工程建设咨询管理有限公司，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]