专利名称：型材对接焊接方法
技术领域：
本发明涉及焊接技术领域，尤其涉及一种适用于厚度超过20mm的型材的对接焊接方法。
背景技术：
图1是现有技术的型材对接焊接方法焊接形成的焊缝分布示意图。请参照图1，现有技术中，对于厚度超过20mm的铝合金型材对接焊接时，采用的焊接方法如下将型材的焊接面朝上设置，清理型材表面及坡口区域的油污，同时，打磨焊缝坡口区域，去除坡口区域的油污；在焊接面上先焊接完成三道初焊焊缝101 ；将型材翻转，使焊接面朝下，在型材的焊接面的反面进行焊缝根部清理(清根)， 并经渗透检测(PT)，合格后，焊接一道封底焊缝102 ；对已完成的焊缝进行射线检测(RT)，合格后，焊接四道中间焊缝103 ；翻转型材，使焊接面朝上，在焊接面上焊接完成两道正面焊缝104 ；再次翻转型材，在焊接面的反面上焊接完成三道反面焊缝105。从上述可知，现有技术这种焊接方法，需要在对接的型材之间焊接7层13道焊缝， 由于对焊接焊缝的焊丝指向具体操作没有要求，仅是凭具有资质的焊工来自主焊接，因此， 进行多层多道焊接时，易产生层间未熔合等焊接缺陷，射线检测(RT) —次通过率较低，很难保证焊缝质量，且焊缝道数较多，使得效率较低，焊接消耗量也较大。
发明内容
本发明提供一种型材对接焊接方法，用以解决现有技术中的缺陷，实现高质量、高效率的完成厚度在20mm以上的型材的焊接。本发明提供一种型材对接焊接方法，包括步骤1、将两待焊型材分别放置在支撑工装上，使两个所述焊接型材上的坡口对接形成开口朝上的上坡口和开口朝下的下坡口，清理所述型材的表面及坡口 ；步骤2、在所述上坡口的底部打底焊接第一道焊缝；步骤3、保持焊丝指向与所述坡口的纵向对称面成-14° -16°角、且在所述第一道焊缝的表面与所述上坡口的一侧侧面之间焊接第二道焊缝；步骤4、打磨所述第一道焊缝的表面，并保持焊丝指向与所述坡口的纵向对称面成 14° 16°角、且在所述第一道焊缝、第二道焊缝及所述上坡口的另一侧侧面之间焊接第
三道焊缝；步骤5、翻转所述型材使所述下坡口朝上，并经渗透检测合格后，保持焊丝指向与所述坡口的纵向对称面成2° 4°角、在所述下坡口的底部焊接第四道焊缝；步骤6、保持焊丝指向与所述坡口的纵向对称面成2° 4°角、且在所述第四道焊缝的表面焊接第五道焊缝，所述第五道焊缝覆盖在所述第四道焊缝表面；
步骤7、保持焊丝指向与所述坡口的纵向对称面成-14° -16°角、且在所述第五道焊缝的表面与所述下坡口的一侧侧面之间焊接第六道焊缝；步骤8、保持焊丝指向与所述坡口的纵向对称面成2° 4°角、且在所述第六道焊缝的表面与所述下坡口的另一侧侧面之间焊接第七道焊缝；步骤9、保持焊丝指向与所述坡口的纵向对称面成-14° -16°角、且在所述第七道焊缝的表面与所述下坡口的一侧侧面之间焊接第八道焊缝；步骤10、保持焊丝指向与所述坡口的纵向对称面成14° 16°角、且在所述第七道焊缝的表面与所述下坡口的一侧侧面之间焊接第九道焊缝，并使所述第八道焊缝与所述第九道焊缝之间留有间隙；步骤11、打磨所述第八道焊缝、第九道焊缝，保持焊丝沿垂向设置、在所述第八道焊缝和第九道焊缝之间焊接第十道焊缝，并进行射线检测。本发明提供的型材对接焊接方法，通过对焊缝顺序及焊接每道焊缝时焊丝指向的具体设计，保证了焊接质量，从而提高了焊接质量的稳定性；且减少了焊缝的道数及填充金属的层数，使整个焊接操作过程得到了简化，此外，也提高了焊接效率。
图1是现有技术的型材对接焊接方法焊接形成的焊缝结构示意图。图2是本发明型材对接焊接方法实施例的流程图。图3是本发明型材对接焊接方法实施例在焊接过程中第一道焊缝完成及第二道焊缝焊丝指向示意图。图4是本发明型材对接焊接方法实施例在焊接过程中第二道焊缝完成后的焊缝结构示意图。图5是图4中的焊缝结构经打磨后的示意图。图6是本发明型材对接焊接方法实施例在焊接过程中第三道焊缝完成后的结构示意图。图7是本发明型材对接焊接方法实施例在焊接过程中第四道焊缝完成及第五道焊缝焊丝指向示意图。图8是本发明型材对接焊接方法实施例在焊接过程中第五道焊缝完成及第六道焊缝焊丝指向示意图。图9是本发明型材对接焊接方法实施例在焊接过程中第六道焊缝完成及第七道焊缝焊丝指向示意图。图10是本发明型材对接焊接方法实施例在焊接过程中第七道焊缝完成及第八道焊缝焊丝指向示意图。图11是本发明型材对接焊接方法实施例在焊接过程中第八道焊缝完成及第九道焊缝焊丝指向示意图。 图12是本发明型材对接焊接方法实施例在焊接过程中第九道焊缝完成后的焊缝结构示意图。图13是图12的焊缝结构经打磨后的示意图。图14是本发明型材对接焊接方法实施例在焊接完成后的焊缝结构示意图。
图15是本发明型材对接焊接方法实施例在点固焊接前型材的组装形式示意图。附图标记101-初焊焊缝； 102-封底焊缝； 103-中间焊缝；104-正面焊缝； 105-反面焊缝； 301-上坡口；302-下坡口 ；R-焊丝指向；K-坡口的纵向对称面；201 210-第一道焊缝 5-支撑工装；51-垫块； 第十道焊缝；52-压块；401 411-步骤； 53-夹具。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例进一步说明本发明实施例的技术方案。本发明中所说的“坡口的纵向对称面”是指，当两待焊接型材上的坡口对接后，穿过两型材的坡口的对接线且垂直于水平面的平面；本发明中角度值前的正、负号是用于区分焊丝的伸出方向，即可将焊丝的伸出方向(焊丝指向)位于坡口的纵向对称面的一侧定义为负(如图3所示)，则焊丝的伸出方向位于坡口的纵向对称面的另一侧则为正；在本发明中，可将当焊丝朝坡口的纵向对称面的法线方向F的一侧伸出时定为为“负”。图2是本发明型材对接焊接方法实施例的流程图。请参照图2 图14，本实施例中以焊接24mm厚的铝合金板为例进行说明，具体可采用熔化极惰性气体保护焊的方式，其中，焊接用焊丝可以选用成分为AlMg4. 5Mn&、直径为1. 6mm的焊丝。本实施例提供一种型材对接焊接方法，包括步骤401、将两待焊型材分别放置在支撑工装上，使两个所述焊接型材上的坡口对接形成开口朝上的上坡口 301和开口朝下的下坡口 302，清理所述型材的表面及坡口区域； 具体可将两型材分别放置在支撑工装5 (如图15所示)的水平顶面上，并调节两型材的相对位置，使两个型材的坡口对接，一般对接焊接时坡口对接后的形状可分为位于上半段的开口向上的“V”字形和位于下半段的开口朝下的“V”字形，以在焊接时对型材的正、反面进行填充金属；然后，清理型材表面的油污及氧化膜，直至露出金属光泽。步骤402、在上坡口 301的底部打底焊接第一道焊缝201 ；在焊接完毕后，可打磨焊缝以去除焊接过程形成的黑色氧化物，以及进行清理。步骤403、保持焊丝指向R与所述坡口的纵向对称面K成-14° -16°角，且在第一道焊缝201的表面与上坡口 301的一侧侧面之间焊接第二道焊缝202 ；同样，在完成第二道焊缝202后，可打磨焊缝以去除焊接过程形成的黑色氧化物，以及进行清理。步骤404、打磨第一道焊缝201的表面，并保持焊丝指向R与所述坡口的纵向对称面K成14° 16°角、且在第一道焊缝201、第二道焊缝202及上坡口 301的另一侧侧面之间焊接第三道焊缝203。步骤405、翻转所述型材使下坡口 302朝上，并经渗透检测合格后，保持焊丝指向R 与所述坡口的纵向对称面K成2° 4°角、在下坡口 302的底部焊接第四道焊缝204。步骤406、保持焊丝指向R与所述坡口的纵向对称面K成2° 4°角、且在第四道焊缝204的表面焊接第五道焊缝205，第五道焊缝205覆盖在第四道焊缝204表面。
步骤407、保持焊丝指向R与所述坡口的纵向对称面K成-14° -16°角、且在第五道焊缝205的表面与下坡口 302的一侧侧面之间焊接第六道焊缝206。步骤408、保持焊丝指向R与所述坡口的纵向对称面K成2° 4°角、且在第六道焊缝206的表面与下坡口的另一侧侧面之间焊接第七道焊缝207。
步骤409、保持焊丝指向R与所述坡口的纵向对称面K成-14° -16°角、且在第七道焊缝207的表面与下坡口 302的一侧侧面之间焊接第八道焊缝208。步骤410、保持焊丝指向R与所述坡口的纵向对称面K成14° 16°角、且在第七道焊缝207的表面与下坡口 302的一侧侧面之间焊接第九道焊缝209，并使第九道焊缝209 与第八道焊缝208之间留有间隙。步骤411、打磨所述第八道焊缝208、第九道焊缝209，保持焊丝沿垂向设置、在第八道焊缝208和第九道焊缝209之间焊接第十道焊缝210，并进行射线检测。具体地，可以通过风动工具对第八道焊缝208和第九道焊缝209进行打磨，以形成另一个小坡口来焊接最后用于盖面的第十道焊缝210，避免第八道焊缝208和第九道焊缝209之间的间隙太小而造成第十道焊缝210的焊接未熔合或形成气孔等缺陷，保证了焊接质量。在上述步骤405至步骤411的过程中，即在焊接第四道焊缝至第十道焊缝之间，每焊完一道焊缝都可进行焊缝表面的黑色氧化物打磨以及清理，以避免出现夹杂缺陷，影响焊接质量。且上述每道焊缝在进行焊接前，都须将焊缝预热到在90 100°C左右，以避免产生焊接未熔合、气孔等缺陷。从上述可知，采用本实施例的型材对接焊接方法焊接24mm厚的铝合金板时，用于对每道焊缝在焊接时的焊丝指向角度及焊缝的设计的要求，只需焊接6层10道焊缝，便可完成两型材的对接焊接，不仅保证了焊接质量、提高了焊接质量的稳定性，且与现有技术的 7层13道焊缝相比，整个操作过程得到了简化，此外，与现有技术相比，还省去了一次射线检测，即节约了近两个小时的时间，从而也减少了整个焊接过程所用的时间、提高了焊接效率。进一步地，所述步骤202之前还包括首先，将所述型材开坡口的一端向上倾斜设置，并利用夹具53固定；具体地，可按照如图15所示的方式固定待焊型材，通过在型材下方设置垫块51使型材上开设坡口的一端向上倾斜，对于本实施例中24mm厚的铝合金板可将倾斜量设定为12mm，即垂向反变形量 h为12mm ；并可在夹具53的压头下设置压块52，然后使夹具53的压头下压便可将型材固定。然后，通过点固焊接方式预固定所述型材。最后，翻转所述型材并将所述型材预热至120°C。在开始焊接前将型材预热至该温度，可有效防止焊接裂纹、气孔、未熔合产生，进一步提高焊接质量。更进一步地，所述步骤205具体为翻转所述型材使所述下坡口朝上后，清除所述点固焊接时形成的熔覆金属并打磨，待温度降至50°C以下进行所述渗透检测；将所述型材上对应坡口的起始端和末端的位置分别预热至120°C和100°C，调整焊枪使焊丝指向R与所述坡口的纵向对称面K成2° 4°角并保持该角度，在所述下坡口的底部焊接第四道焊缝，即等温度冷却且对已完成的焊缝清理完毕后再进行渗透检测，已得到最可靠的检测结果；而 当需要开始焊接第四道焊缝204时，再次对型材进行预热，以保证后续焊接的焊缝质量。在本发明另一实施例中，所述步骤202 步骤211中的焊接操作由焊接机器人完成。具体可以采用焊接厚度在20mm以下的薄板所使用的单臂焊接机器人，可通过在焊接机器人的控制台来调整各焊接参数，从而准确、方便、快速地调整焊丝的角度，以及控制焊接温度，进一步提高焊接后的焊缝质量；且由于焊接机器人的焊接速度快，可以更加显著地提高焊接效率。本发明的型材对接焊接方法，可以对厚度在20mm以上的型材进行高质、高效的焊接，并且，可以利用焊接机器人来按照本方法来完成焊接操作，克服了现有技术中，厚度在 20mm以上的型材必须采用手工焊接方式的技术偏见，可以保证焊接质量的稳定性，提高焊接效率。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
权利要求
1.一种型材对接焊接方法，其特征在于，包括步骤1、将两待焊型材分别放置在支撑工装上，使两个所述焊接型材上的坡口对接形成开口朝上的上坡口和开口朝下的下坡口，清理所述型材的表面及坡口 ； 步骤2、在所述上坡口的底部打底焊接第一道焊缝；步骤3、保持焊丝指向与所述坡口的纵向对称面成-14° -16°角、且在所述第一道焊缝的表面与所述上坡口的一侧侧面之间焊接第二道焊缝；步骤4、打磨所述第一道焊缝的表面，并保持焊丝指向与所述坡口的纵向对称面成 14° 16°角、且在所述第一道焊缝、第二道焊缝及所述上坡口的另一侧侧面之间焊接第三道焊缝；步骤5、翻转所述型材使所述下坡口朝上，并经渗透检测合格后，保持焊丝指向与所述坡口的纵向对称面成2° 4°角、在所述下坡口的底部焊接第四道焊缝；步骤6、保持焊丝指向与所述坡口的纵向对称面成2° 4°角、且在所述第四道焊缝的表面焊接第五道焊缝，所述第五道焊缝覆盖在所述第四道焊缝表面；步骤7、保持焊丝指向与所述坡口的纵向对称面成-14° -16°角、且在所述第五道焊缝的表面与所述下坡口的一侧侧面之间焊接第六道焊缝；步骤8、保持焊丝指向与所述坡口的纵向对称面成2° 4°角、且在所述第六道焊缝的表面与所述下坡口的另一侧侧面之间焊接第七道焊缝；步骤9、保持焊丝指向与所述坡口的纵向对称面成-14° -16°角、且在所述第七道焊缝的表面与所述下坡口的一侧侧面之间焊接第八道焊缝；步骤10、保持焊丝指向与所述坡口的纵向对称面成14° 16°角、且在所述第七道焊缝的表面与所述下坡口的一侧侧面之间焊接第九道焊缝，并使所述第九道焊缝与所述第八道焊缝之间留有间隙；步骤11、打磨所述第八道焊缝、第九道焊缝，保持焊丝沿垂向设置、在所述第八道焊缝和第九道焊缝之间焊接第十道焊缝，并进行射线检测。
2.根据权利要求1所述的型材对接焊接方法，其特征在于，所述步骤2之前还包括 将所述型材开坡口的一端向上倾斜设置，并利用夹具固定；通过点固焊接方式预固定所述型材； 翻转所述型材并将所述型材预热至120°C。
3.根据权利要求2所述的型材对接焊接方法，其特征在于，所述步骤5具体为翻转所述型材使所述下坡口朝上后，清除所述点固焊接时形成的熔覆金属并打磨，待温度降至50°C以下进行所述渗透检测；将所述型材上对应坡口的起始端和末端的位置分别预热至120°C和100°C，调整焊枪使焊丝指向与所述坡口的纵向对称面成2° 4°角并保持该角度、在所述下坡口的底部焊接第四道焊缝。
4.根据权利要求1或2或3所述的型材对接焊接方法，其特征在于，所述步骤2 步骤 11中的焊接操作由焊接机器人完成。
5.根据权利要求1或2或3所述的型材对接焊接方法，其特征在于，所述型材的厚度大于 20mm。
全文摘要
本发明提供一种型材对接焊接方法。包括放置型材后打底焊接的第一道焊缝；使焊丝指向与坡口的纵向对称面分别成-14°～-16°和14°～16°焊接第二道和第三道焊缝；翻转后使焊丝指向与坡口的纵向对称面成2°～4°焊接第四道焊缝和第五道焊缝；使焊丝指向与坡口的纵向对称面成-14°～-16°焊接第六道焊缝；使焊丝指向与坡口的纵向对称面成2°～4°焊接第七道焊缝；使焊丝指向与坡口的纵向对称面分别成-14°～-16°和14°～16°焊接第八道和第九道焊缝；在第八道和第九道焊缝之间焊接第十道焊缝。本发明提供的型材对接焊接方法，保证了焊接质量，提高了焊接效率。
文档编号B23K9/173GK102380693SQ20111032820
公开日2012年3月21日 申请日期2011年10月25日 优先权日2011年10月25日
发明者何小勃, 侯振国, 张宝华, 张艳辉, 王立夫, 王金金 申请人:唐山轨道客车有限责任公司