一种复合焊接方法
【专利摘要】本发明公开了一种复合焊接方法，尤其是用于铁路货车对接焊缝的焊接。所述复合焊接方法包括：在需要焊接的板材的其中一块上制备单边、单面坡口；将带坡口的板材与不开坡口的板材组装在一起并进行第一次焊接，所述第一次焊接为定位焊；将定位焊后的板材的第一面进行第二次焊接，所述第二次焊接采用气体保护焊的焊接方法进行；在所述第二次焊接后的板材的第二面进行第三次焊接，所述第三次焊接采用埋弧焊焊接的焊接方法进行。通过采用本发明的复合焊接方法，能够有效保证对接焊接焊缝内部的焊接质量，从而解决高质量要求对接焊缝清根困难、焊接变形不易控制等问题。
【专利说明】一种复合焊接方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种铁路货车气体保护焊和埋弧焊复合焊接方法，尤其适用于厚度为6mm至8mm、直对接焊缝的焊接。
【背景技术】
[0002]随着铁路货车向重载方向的不断发展，车体的焊接质量要求越来越高。对于关键受力的对接焊缝需要通过无损检测的方式确认焊缝内部质量是否符合要求。
[0003]目前，铁路货车6_至8_板厚的熔透对接焊缝一般采用气体保护焊或者埋弧焊两种焊接方法进行焊接，气体保护焊是对板材制备坡口，采用气体保护焊焊接正、反两面焊缝；埋弧焊是板材不加工坡口，直接采用埋弧焊焊接正、反两面坡口。
[0004]采用气体保护焊焊接时，为了保证焊缝全部熔透，焊缝背面必须清根。通常采用机械打磨、碳弧气刨或机加工方式处理焊缝根部。机械打磨时难以保证打磨部位始终处于焊缝中心并且打磨工作量巨大、工作环境恶劣；采用碳弧气刨进行清根时，焊缝重复受热，易导致变形、使焊缝和母材的晶粒尺寸变大并且碳弧气刨后同样需要清理表面的渗碳层，工作环境恶劣；采用机加工方式处理焊缝根部会产生较大的制造成本。
[0005]采用埋弧焊进行焊接时，由于埋弧焊焊接热输入较高，焊接变形很难控制，并且不易调整，严重影响后工序的装配。
[0006]由此可见，单独采用气体保护焊或者埋弧焊的焊接方法进行焊接都具有一定的局限性。本发明主要利用上述两种焊接方法的优点，提出一种铁路货车中、厚板气体保护焊和埋弧焊复合焊接工艺，以降低生产成本，改善工人劳动强度，提高工作效率。
【发明内容】
[0007]为了克服目前条件下铁路货车对接焊缝生产过程中容易出现的焊缝清根困难、焊接变形不易控制、工作环境恶劣等不足，本发明焊接工艺可以经济、高效地实现高质量要求的对接焊缝生产。
[0008]一种复合焊接方法，包括:在需要焊接的板材的其中一块上制备单边、单面坡口 ；将带坡口的板材与不开坡口的板材组装在一起并进行第一次焊接，所述第一次焊接为定位焊；将定位焊后的板材的第一面进行第二次焊接，所述第二次焊接采用气体保护焊的焊接方法进行；在所述第二次焊接后的板材的第二面进行第三次焊接，所述第三次焊接采用埋弧焊焊接的焊接方法进行。
[0009]优选地，所述第二次焊接包括第一道焊接和第二道焊接，其中所述第一道焊接热输入控制在0.4KJ/mm至0.6KJ/mm之间,所述第二道焊接热输入控制在0.9KJ/mm至1.3KJ/mm之间。
[0010]优选地,埋弧焊焊丝直径为3mm,埋弧焊的热输入控制在2.0KJ/mm至2.8KJ/mm。
[0011]进一步地，在所述第三次焊接之前，将第二次焊接后的板材翻转180°，使所述第二面向上，以便于对所述第二面进行所述第三次焊接。[0012]进一步地，所述板材的厚度范围为6mm-8mm，所述坡口的角度范围为45° ±5°，且所述坡口设置有钝边，该钝边的尺寸范围为lmm-2mm。
[0013]优选地，所述组装的组装间隙控制在Omm至2mm ;所述定位焊采用气体保护焊的方法进行，所述定位焊的单段长度为40mm至50mm，不同定位焊段之间的间距控制在300mm至400mm,定位焊厚度范围为3mm至4mm。
[0014]本发明的有益效果是:通过采用两种焊接方式相组合的技术方案，结合了两种焊接的优点，从而有效保证对接焊接焊缝内部焊接质量的铁路货车气体保护焊和埋弧焊复合焊接方法。解决高质量要求对接焊缝清根困难、焊接变形不易控制等问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本发明复合焊接的示意图。
[0016]其中:1开坡口板材，2不开坡口板材，3气体保护焊打底焊缝，4气体保护焊正面盖面焊缝，5埋弧焊背面封底焊缝
【具体实施方式】
[0017]在本实施例中，本发明首先制备单边、单面45° ±5°坡口。
[0018]如图1所示，本实施例中在板材I上制备上述坡口，所述坡口的在需要焊接的两个板材中的一个上形成，或者说仅仅在需要焊接的两个板材中的一个上形成。同时，所述坡口仅仅形成于所述板材的一个面上。所述板材I开坡口的方式可以采用现有技术中任何适于切割或者打磨的方式均可，例如，通过机加工的方式制备坡口。在焊接之前进行上述坡口的设计为进行气体保护焊和埋弧焊的组合提供了条件。
[0019]优选地,如图1所示，当所述板材的厚度范围为tl、t2均为时,所述坡口的倾斜角度设计在45° ±5°的范围，所述坡口设置有钝边，所述钝边的尺寸范围为Imm至2mm之间。在上述厚度的板材焊接中采用这种坡口结构的作用在于，当两块板材组合时，在需要气体保护焊的一面形成有倾斜的坡口，方便气体保护焊接的施工，在需要埋弧焊的一面两个需要焊接在一起的板材具有相互平行的平面，为埋弧焊提供了便利，通过这种优选的坡口设计使得所述板材的焊接中能够同时运用两种焊接方式，并且保证了每种焊接方式的质量。由此可见，本发明中针对上述板材厚度进行上述特定的坡口加工是综合考虑了板材情况和两种焊接的需求和优点，使其区别于常规简单的坡口设计，具有突出的实质性特点。
[0020]坡口加工完毕后，将带坡口的板材I与不开坡口的板材2组装在一起并进行第一次焊接，所述第一次焊接为定位焊。
[0021]将两块板材的组装优选地采用如下方式来进行，即组装间隙控制在Omm至2mm之间，如果缝隙过大将不利于后续焊接的质量。
[0022]进一步地，所述定位焊采用气体保护焊的方式来进行，焊缝热输入与打底焊缝一致。优选的定位焊方式包括:定位焊长度40mm至50mm,定位焊间距控制在300mm至400mm,定位焊厚度3mm至4mm。采用这种定位焊接的方式首先保证了板材I和板材2之间的结合强度，此外，能够通过预留间距和采用较薄的焊接厚度能够保证后续的焊接的整体性，从而提高整个焊接工艺的强度。显然上述特定的定位焊方式也是本发明区别于常规技术手段的突出的实质性特点。
[0023]在完成上述的步骤之后，即可采用气体保护焊的焊接方法将板材进行第二次焊接。优选地，所述第二次焊接中，包括第一道焊接以形成第一道焊缝3和第二道焊接以形成第二道焊缝4。第一道焊接时将热输入控制在0.4KJ/mm至0.6KJ/mm之间，采用这种较低能量的焊接热输入能够在保证焊接强度的基础上避免将所述板材焊透，从而为背面的埋弧焊创造了条件。而在第二道焊接中热输入控制在0.9KJ/mm至1.3KJ/mm之间,采用这种较高的能量输入能够充分加固板材之间焊接的强度。采用上述两道焊接，并且不同焊接具有不同能量输入的方式是针对本发明中需要进行组合焊接上述板材而具有创造性的技术方案，其保证了两种焊接能够组合进行并且都能够达到预期的质量，也是本发明区别于公知常识的突出的实质性特点。
[0024]通过这种焊接方式，所述气体保护焊的焊接材料选择上并没有特殊的要求，仅仅是选用与母材相匹配的焊接材料即可。
[0025]在所述第二次焊接完成之后，将焊接在一起的板材1、2翻转180°，焊缝背面向上，使用与母材相匹配的埋弧焊焊接材料，选用焊丝直径3mm埋弧焊焊丝焊接背面焊缝5，热输入控制在2.0KJ/mm至2.8KJ/mm，焊后清理焊缝表面熔渣。
[0026]由于前述步骤的准备，才使得上述埋弧焊的方式能够进行。由于埋弧焊不需要清根处理，因此本发明在背面采用埋弧焊的方式能够避免在板材的背面进行清根处理，这减小了焊缝的开裂，同时降低了工艺的难度。从而解决了本发明所提出的技术问题。具有突出的实质性特点和显著的进步。
[0027]可选择地，焊后24小时对焊缝进行超声波检查，确认焊缝质量符合要求。
[0028]最后应说明的是，以上【具体实施方式】仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种复合焊接方法，其特征在于，所述复合焊接方法包括: 在需要焊接的板材的其中一块上制备单边、单面坡口 ； 将带坡口的板材与不开坡口的板材组装在一起并进行第一次焊接，所述第一次焊接为定位焊； 将定位焊后的板材的第一面进行第二次焊接，所述第二次焊接采用气体保护焊的焊接方法进行； 在所述第二次焊接后的板材的第二面进行第三次焊接，所述第三次焊接采用埋弧焊焊接的焊接方法进行。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:所述第二次焊接包括第一道焊接和第二道焊接，其中所述第一道焊接热输入控制在0.4KJ/mm至0.6KJ/mm之间,所述第二道焊接热输入控制在0.9KJ/mm至1.3KJ/mm之间。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于:埋弧焊焊丝直径为3_，埋弧焊的热输入控制在2.0KJ/mm至2.8KJ/mm。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于:在所述第三次焊接之前，将第二次焊接后的板材翻转180°，使所述第二面向上，以便于对所述第二面进行所述第三次焊接。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于:所述板材的厚度范围为6mm-8mm，所述坡口的角度范围为45° ±5°，且所述坡口设置有钝边，该钝边的尺寸范围为
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述组装的组装间隙控制在Omm至2mm ;所述定位焊采用气体保护焊的方法进行，所述定位焊的单段长度为40mm至50mm,不同定位焊段之间的间距控制在300mm至400mm,定位焊厚度范围为3mm至4mm。
【文档编号】B23K9/16GK103737162SQ201310711546
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年12月20日 优先权日:2013年12月20日
【发明者】李践桥, 冯存义, 武永亮, 江锐锋, 左云清, 李加良, 林耀华, 郭文亮, 刘志强, 段志华 申请人:南车长江车辆有限公司