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细丝埋弧焊接工艺研究与应用
发布时间:2011-7-13 阅读:15081次

盈都桥梁钢构工程有限公司   夏克俭  

  摘要:本工艺涉及将埋弧焊和CO2气体保护焊相结合的新型焊接工艺,对中薄板角焊缝焊接效率提高的一种焊接工艺,消除了CO2气体保护焊时产生的铁水飞溅颗粒,并使焊缝表面成型光滑美观。从而达到无需清除飞溅颗粒的铲磨工艺,提高了工作效率。

关键词:焊接H型钢   U型肋   板单元件  角焊缝

    Research and Application on thin wire submerged arc welding

Yingdu Bridge Steel Structure Engineering Co,. Ltd     Kejian Xia     Hangzhou

Abstract: This craft is a kind of new welding craft which combines submerged arc welding and carbon dioxide gas arc welding, can improve the effect of medium and thin plate fillet welding. It can eliminates the molten iron granule when using carbon dioxide gas arc welding and make the weld face smooth and artistic. The worker do not have to clear away the molten iron granule, thus improved the work efficiency.

 

Key words: H-beam welding  U-type floor plate  Plate element   Fillet weld

 

1. 概况

中薄板焊接H型钢、钢箱梁桥梁结构中面、底、腹板U型肋板单元件的角接焊接作为一种建筑材料的其加工工厂化、施工装配流水化、抗震性能且易于产业化、标准化等优点在建筑钢结构和桥梁钢结构工程中得到广泛应用。采用“细丝埋弧焊接”,改善了整体焊缝的综合力学性能,消除了CO2气体保护所产生的飞溅物,使焊缝表面成形光滑美观,有利于外观检测,焊接工艺参数相比较其它的焊接方法有所提高,能够保证有效熔深,成本低,生产效率高。

2. 细丝埋弧焊接的背景技术

埋弧焊是电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法。主要采用的设备有焊接电源、控制箱、焊接小车,步骤为,先清理焊件,然后装焊丝,再装焊剂,然后调节焊接电源、速度。之后堆焊剂进行焊接。埋弧焊的优点是生产效率高,焊接质量高,能节省焊接材料和能源,施工劳动条件好。其缺点为:主要试用于手焊位置焊接及长焊缝的焊接。

CO2气体保护焊是利用二氧化碳(CO2)做保护气体的熔化极气体保护电弧焊。其焊接是一种半制动的焊接工艺,主要设备采用焊接电源、控制箱、供气系统、送丝机构、焊枪;具有成本底、质量好、生产效率高,其缺点是较大的电源,以及成型不够美观,完全靠焊工自身技能来控制焊缝质量。

为了解决结构位置空间小,钢板厚度较薄,而长焊缝又多的构件焊接工况。一种将埋弧焊和CO2气体保护焊相结合的新型焊接工艺-----------“细丝埋弧焊接”应运诞生。

细丝埋弧焊接就是采用CO2气体保护焊的焊接电源、送丝机构和、焊枪以及一台小的焊接行走小车。其特征在于:在焊接行走小车上安装固定好的CO2气体保护焊的焊枪,但不使用CO2气体,利用CO2气体保护焊的焊丝,通过CO2气体保护焊的送丝机构和焊枪,并且使用埋丝焊的焊剂,对工件焊缝进行施焊。

 

3.焊接工艺研究

3.1焊接对象的确定

   为了控制焊接变形,提高施工进度,采用“细丝埋弧焊接”。按腹板厚度为468101214毫米都可使用。对于H型钢的腹板于翼缘板的焊接钢桥梁中的外壳板的U型、T型、直条加劲肋板的焊接都可以大量使用细丝埋弧焊,并实现船形焊接。

3.2焊接参数的选择

焊接工艺参数的选择是在保证焊接质量的前提下兼顾效率、降底消耗,并根据实际情况,将各种因素进行合理的匹配选择适合的焊接工艺参数。工厂里通常采用做“焊接工艺评定”来确定焊接工艺参数。焊缝的形状(即熔深、熔宽和焊缝余高)主要取决于焊接工艺参数(即焊接电流、焊接电压、焊接速度等)的选择。

我们进行了多种焊接工艺评定研究来确定最合理的焊接工艺参数,下面是上海金山鉄路支线改造工程黄埔江大桥项目中“细丝埋弧焊接工艺评定报告”:

 

综合大量实验比较,为加强钢板T型焊深熔焊缝的力学性能,抗疲劳载荷能力及时效功能,我们认为“细丝埋弧焊接”相比较普通焊接方法的优点所在:

   焊接过程中加入埋弧焊剂保护,使焊缝中合金元素的有效成份得到加强,改善了整体焊缝的综合力学性能。

   “气-渣”联合保护大大降低了普遍焊接过程中常见的气孔缺陷,渣剂的保护,使焊缝表面成形光滑,有利于外观检测。

   焊接工艺参数相比较其它的焊接方法有所提高,能够保证有效熔深,提高了生产效率。

工艺重点:焊剂的覆盖厚度及均匀性。

操作难点:埋弧焊层焊道的直线度保持。

综合以上优点,我们认为此种焊接工艺可以大规模的适用于桥梁钢结构中面、底、腹板U肋单元件的焊接,坡口角焊缝,T型材贴角焊缝等。

工艺参加见下表:

焊接电压(V

焊接电流(A

焊接速度(mm/mn

打底焊层

1

24-26

180-190

280-300

埋弧焊层

1

34-36

320-340

400-460

焊接材料:(ER50-6)φ1.2

SJ101    (埋弧焊剂)

全自动焊接小车一台。

 

4.工程应用效果

我公司在一些工程上应用“细丝埋弧焊接”,收到了一定的效果。在焊接H型钢生产上以大量采用“细丝埋弧焊接”。

在钢箱梁桥梁中,面板单元件、底板单元件等制作中都采用“细丝埋弧焊接”,如桥面板单元件U型肋在进行“细丝埋弧焊接”及U型肋焊后焊缝效果。

5.结束语

我公司对“细丝埋弧焊接”工艺进行了大量的研究和创新,攻克了许多难题,将“细丝埋弧焊接”新工艺大量运用到建筑钢结构和桥梁钢结构的生产制作中,使生产成本降低了,提高了焊接质量,以后还将大力推广其新工艺的应用。通过本文的介绍,可给同行业在类似结构焊接中作借鉴。

 

参考文献:

  建筑钢结构焊接技术规程   JGJ81­­---2002.

,   焊接工程师手册   陈祝年 编著 

  钢结构焊接规范  AWS D1.1/D1.1M:2006  美国国家标准

 

作者简介:夏克俭 1961年)  高级工程师   盈都桥梁钢构工程有限公司总工程师

 

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