一种适用于结构钢焊接的单电源双细丝埋弧自动焊焊接工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及钢结构焊接技术领域，是一种适用于结构钢焊接的单电源双细丝埋弧 自动焊焊接工艺。
【背景技术】
[0002] 埋弧焊由于熔深大、生产效率高、机械化程度高，适合于中厚板结构的长焊缝焊 接，在造船、压力容器、桥梁、铁路车辆、工程机械、管道、核电站结构、海洋结构等领域都得 到广泛的应用，是当今焊接生产中最普遍使用的熔焊方法之一。
[0003] 为进一步提高埋弧焊的效率，20世纪50年代就提出了多丝埋弧焊方法，到目前为 止，多电源多丝埋弧焊已经得到广泛应用。由于该方法各个焊丝都采用独立电源供电，在获 得数倍熔敷速度的结果下，其焊接热输入也会成倍增加，然而，钢结构领域采用的低碳或低 合金高强钢，其热输入的耐受极限值大约为50KJ/cm，即便是双丝埋弧焊，由于其热输入量 已接近50KJ/cm。因此，对于这类钢来说，多电源多丝埋弧自动焊大电流、高熔敷速度的特点 在提高生产效率的同时，也会加剧焊缝和热影响区晶粒的粗大和脆化，导致热影响区冲击 韧性及强度下降的现象极易出现，并且极易产生焊接冷裂纹。加之工程实际焊接中随钢板 厚度的增加，以及实际焊接接头复杂性和拘束度的影响，这种现象更加明显。
【发明内容】
[0004] 针对上述问题，本发明的目的在于开拓性地提供一种针对结构钢用的新型单电源 双细丝埋弧自动焊焊接工艺，该焊接工艺采用普通单丝埋弧焊电源，设备投入增加不大，实 现了低热输入条件下结构钢焊接效率的提高。
[0005] 为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
[0006] 一种适用于结构钢焊接的单电源双细丝埋弧自动焊焊接工艺，其特征在于，它包 括下列工艺步骤：
[0007] (1)采用两根细直径焊丝代替一根粗丝，两根焊丝共用一个导电嘴，送丝速度相 同，并由同一个电源供电；
[0008] (2)双丝之间相互平行，且垂直于母材；相对焊接方向，两焊丝排列成并列、串列 或斜列方式以获得不同的焊缝熔深；
[0009] (3)两焊丝形成共熔池的电弧，使用交、直流电源；
[0010] ⑷焊接材料：焊丝直径I. 2mm或L6臟，焊剂选用专用高速烧结焊剂；
[0011] (5)焊剂使用前严格烘干，烘干温度350~400°C，烘干1. 5~2h;
[0012] (6)根据板厚选择X形坡口或V形坡口，其中，X形坡口，正面60 °，反面45 °，钝 边2~3mm，根部间隙0~3mm;V形坡口角度为45 °~60 °，钝边0~3mm，根部间隙0~ 3mm；
[0013] (7)根据结构钢的牌号、板厚确定焊接前预热温度和道间温度。
[0014] 其中，当采用直径为I. 2mm焊丝进行平焊或平角焊位置焊接时，所述焊接工艺还 包括：
[0015] (1)焊接电流：52〇 ~53OA ;
[0016] (2)焊接极性：交流或直流反接；
[0017] (3)焊接电压：31 ~37V;
[0018] (4)焊接速度 56 ~82cm/min;
[0019] (5)焊接热输入 18. 3 ~21. 7KJ/cm〇
[0020] 其中，当采用直径为1.6mm焊丝进行平焊或平角焊位置焊接时，所述焊接工艺还 包括：
[0021] (1)焊接电流：550 ~1000A;
[0022] (2)焊接极性：交流或直流反接；
[0023] (3)焊接电压：31 ~41V;
[0024] (4)焊接速度 56 ~97cm/min;
[0025] (5)焊接热输入 18. 3 ~25. 4KJ/cm。
[0026] 本发明的有益效果是：
[0027] 1、本发明作为一种开拓性的研宄，创新开发了一种结构钢新型焊接工艺，在成本 增加不大的情况下，仅通过对普通单丝埋弧焊设备的送丝机构进行改造，即可实现焊接效 率的大幅提尚。
[0028] 2、本发明焊接工艺，解决了结构钢埋弧自动焊效率进一步提高的焊接难题，按照 该工艺进行焊接，获得的焊接接头综合力学性能优良，满足与母材等强等韧的要求。
[0029] 3、本发明的焊接工艺，与普通单丝埋弧焊工艺对比，具有成本相当，在采用同等焊 接参数的条件下，焊接效率（熔敷速度）提高70%以上；与双电源双丝焊接工艺相比，由于 电源减少1个，成本降低一半，热输入降低一半以上，而焊接效率（熔敷速度）达到双电源 双丝焊的90%以上，接头热影响区的冲击韧性也大大提高。具体比较详见下表。
[0030]
[0031] 4、本发明提出的单电源双细丝埋弧自动焊焊接工艺，具有指导规范作用，填补了 我国钢结构工程中焊接工艺的空白，对于提高结构钢焊接效率具有重要意义。
[0032] 5、本发明中焊接参数应根据钢材牌号、性能要求以及选用焊丝的直径进行选择。
[0033] 6、坡口和根部间隙的选择试验确定，在保证接头综合性能的前提下，将焊接热输 入量控制在合理的范围内，实现了焊接质量和效率的最优化。
【附图说明】
[0034] 图1是本发明焊接工艺中焊丝排列方式示意图（两焊丝排列成并列方式）；
[0035] 图2是本发明焊接工艺中焊丝排列方式示意图（两焊丝排列成串列方式）；
[0036] 图3是本发明焊接工艺中焊丝排列方式示意图（两焊丝排列成斜列方式）；
[0037] 图4是单电源双丝埋弧焊焊接工艺X形坡口形式示意图。
[0038] 图5是单电源双丝埋弧焊焊接工艺V形坡口形式示意图。
[0039] 图6是60° V形坡口形式示意图。
【具体实施方式】
[0040] 一种适用于结构钢焊接的单电源双细丝埋弧自动焊焊接工艺，它包括下列工艺步 骤：
[0041] (1)采用两根细直径焊丝代替一根粗丝，两根焊丝共用一个导电嘴，送丝速度相 同，并由同一个电源供电；
[0042] (2)双丝之间相互平行，且垂直于母材；相对焊接方向，两焊丝排列成并列（见图 1)、串列（见图2)或斜列（见图3)方式以获得不同的焊缝熔深；
[0043] (3)两焊丝形成共熔池的电弧，使用交、直流电源；
[0044] (4)焊接材料：焊丝直径I. 2mm或L6臟，焊剂选用专用高速烧结焊剂；
[0045](5)焊剂使用前严格烘干，烘干温度350~400°C，烘干1. 5~2h;
[0046](6)根据板厚选择X形坡口或V形坡口，其中，X形坡口（见图4)，正面60 °，反面 45°，钝边2~3謹，根部间隙0~3_;V形坡口（见图5)角度为45°~60°，钝边0~ 3_，根部间隙0~3mm;
[0047] (7)根据结构钢的牌号、板厚确定焊接前预热温度和道间温度。
[0048] 下面结合低合金结构钢Q345C单电双丝埋弧焊（平焊）焊接工艺对本发明做进一 步的描述。
[0049] 1、焊接设备及焊材参数
[0051] 注：其中焊剂SJ501用于打底焊，SJlOl用于填充和盖面焊。
[0052] 2、试件材质及规格
[0054] 3、焊接参数
[0055] 预热温度：常温，层温：< 250°C，其他参数见下表：
[0059] 另外，如果板材厚度大于25mm时，可以采用图4所示的X型坡口。
[0060] 以上，仅为本发明的较佳实施范例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉 本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖 在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种适用于结构钢焊接的单电源双细丝埋弧自动焊焊接工艺，其特征在于，它包括 下列工艺步骤： (1) 采用两根细直径焊丝代替一根粗丝，两根焊丝共用一个导电嘴，送丝速度相同，并 由同一个电源供电； (2) 双丝之间相互平行，且垂直于母材；相对焊接方向，两焊丝排列成并列、串列或斜列 方式以获得不同的焊缝熔深； (3) 两焊丝形成共熔池的电弧，使用交、直流电源； (4) 焊接材料：焊丝直径I. 2mm或I. 6_，焊剂选用专用高速烧结焊剂； (5) 焊剂使用前严格烘干，烘干温度350~400°C，烘干1. 5~2h ; (6) 根据板厚选择X形坡口或V形坡口，其中，X形坡口，正面60°，反面45°，钝边2~ 3_，根部间隙0~3mm ;V形坡口角度为45°~60°，钝边0~3_，根部间隙0~3_。2. 根据权利要求1所述的焊接工艺，其特征在于，当采用直径为I. 2_焊丝进行平焊或 平角焊位置焊接时，所述焊接工艺还包括： (1) 焊接电流：520~530A; (2) 焊接极性：交流或直流反接； (3) 焊接电压：31~37V ; (4) 焊接速度56~82cm/min ; (5) 焊接热输入18. 3~21. 7KJ/cm。3. 根据权利要求1所述的焊接工艺，其特征在于，当采用直径为I. 6mm焊丝进行平焊或 平角焊位置焊接时，所述焊接工艺还包括： (1) 焊接电流：550~1000A ; (2) 焊接极性：交流或直流反接； (3) 焊接电压：31~41V ; (4) 焊接速度56~97cm/min ; (5) 焊接热输入18. 3~25. 4KJ/cm。
【专利摘要】一种适用于结构钢焊接的单电源双细丝埋弧自动焊焊接工艺，它包括下列步骤：(1)采用两根细直径焊丝代替一根粗丝，两根焊丝共用一个导电嘴，送丝速度相同，并由同一个电源供电；(2)双丝之间相互平行，且垂直于母材；相对焊接方向，两焊丝排列成并列、串列或斜列方式以获得不同的焊缝熔深；(3)两焊丝形成共熔池的电弧，使用交、直流电源；(4)焊接材料：焊丝直径1.2mm或1.6mm，焊剂选用专用高速烧结焊剂；(5)焊剂使用前严格烘干；(6)根据板厚选择X形坡口或V形坡口；本发明在不增加设备成本的情况下，大大提高了焊接效率，与普通单丝焊工艺相比，熔敷速度提高70％以上，且不增加焊接热输入，达到了与母材等强等韧的目的。
【IPC分类】B23K9/18
【公开号】CN104985306
【申请号】CN201510455190
【发明人】马德志, 段斌, 刘菲, 傅彦青, 宋晓峰, 朱爱希, 肖静, 马计平
【申请人】中冶建筑研究总院有限公司
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年7月29日