一种高空厚板立焊缝焊接方法与流程

本发明属于焊接技术领域，更具体地说涉及一种高空厚板立焊缝焊接方法。

背景技术：

钢板剪力墙是建筑钢结构重要的构件之一，其特点为大截面、长焊缝。目前，厚型钢板墙立焊缝采用的焊接方法主要是人工焊和半自动焊。传统焊接方法为：正面预热→正面焊接→反面气刨清根→打磨坡口→磁粉探伤→反面预热→反面焊接。厚板焊接产生的焊接应力大，使焊接工件容易产生较大的应力变形，且高空变形后的校正工作非常困难。在现场实际焊接过程中，为了减少焊接变形，往往采用在焊缝两侧沿焊缝方向每间隔一定的距离加设焊接马板等刚性约束。焊接完成后采用割枪去除焊接马板。由于焊接过程中需要碳弧气刨清根以及为了减小焊接变形需要加设刚性约束，现场钢板墙立焊缝焊接很难实现自动焊接。

众所周知，智能化和自动化是焊接发展的必然趋势。针对目前高空钢板剪力墙焊接方法复杂，人工焊接效率低下的生产现状，探索一种新的焊接方法，降低工人劳动强度、提高焊接生产率及有利于实现高空厚型钢板剪力墙的自动化、智能化焊接是非常必要的。

目前，市场上已经出现适合高空焊接的便携式、智能化现场焊接机器人。以MICROBO机器人为例，该类型焊接机器人主要通过焊丝接触传感器自动检测并获得工件的板厚、坡口角度、根部间隙、焊缝长度、位置偏移量等焊缝信息，并自动演算出最适合的电流电压、焊接速度、焊接时间、摆幅、层数等焊接参数，最终完成多层多道焊。但是该类型焊接机器人适合的坡口类型主要为单面V型坡口形式，针对厚板双面V形坡口，需要开发新的方法来实现自动化焊接。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是克服现有厚板焊接方法方法复杂、效率低下且不适于实现机器人自动化焊接的缺点，提供一种实现高空厚型钢板剪力墙高质高效的焊接方法。

本发明的技术方案是：

一种高空厚板立焊缝焊接方法，包括下列步骤：

A.将厚板拼接成双面V型坡口；

B.打底焊接：于坡口背面加设衬垫，再进行正面单弧焊接；

C.填充焊接：于正面和背面坡口采用双面双弧对称焊接。

进一步地，在所述步骤A中，进一步在坡口背面采用马板定位。

进一步地，在所述步骤B中，所述衬垫形状与坡口形状相一致，将衬垫拼接成带，并贴在坡口背面。

进一步地，所述衬垫拼接成带后，垫以铝箔及粘结纸带，用粘结纸带贴在坡口背面。

进一步地，所述坡口角度为35°，坡口根部钝边为0-2mm，坡口间隙为6-8mm；所述衬垫呈梯形状，其上底宽6mm，高25mm，两腰角度为35°。

进一步地，所述的衬垫为陶瓷材料。

进一步地，所述步骤B中，在进行正面单弧焊接时先在厚板上沿着焊缝方向安装磁性轨道，然后，将焊接设备安装在磁性轨道上；之后，进行焊接。

进一步地，在所述步骤B中，在进行正面单弧焊接前，先去除坡口边缘杂质。

进一步地，正面焊接设备的导电嘴本体从喷嘴前端伸出5mm，焊丝干伸长度为20mm，焊枪角度为72°，焊丝选择直径为1.2mm的药芯焊丝；焊接时，气体流量为30-40L/min。

进一步地，所述步骤C中，在正面单弧焊接完成后，将正面焊接设备调整为暂停状态，焊接参数保持不变，用割枪去除坡口背面马板，敲掉衬垫，在坡口背面完成焊接设备的安装，最后正面和反面的焊接设备同时对称完成所有焊缝的焊接。

进一步地，在所述步骤C中，背面焊接设备焊接参数与正面焊接设备焊接参数一致。

进一步地，所述的焊接设备为MICROBO焊接机器人。

进一步地，在所述步骤C中，在进行填充焊接前，还对坡口背面成形部分凹凸不平位置进行打磨处理。

与现有技术相比，本发明克服了现有高空厚板焊接方法方法复杂、效率低下的缺点。打底焊接采用坡口背面加设衬垫，单面单机器人焊接，填充焊接采用双面双机器人对称焊接，免除了现场气刨清根工序，还可保证背面根部焊缝成型，有利于背面机器人自动检测并生成相应的焊接条件。另一方面，上述方法极大地提高了高空焊接生产效率，减小了厚板焊接变形严重、变形后校正困难的问题。同时现场采用机器人焊接，焊接方法实现标准化，有利于焊接质量的控制。现场机器人安装完成后，便可自动进行焊缝的往复焊接，工人劳动强度大大降低。

附图说明

图1：本发明实施例中厚板拼接示意图；

图2：本发明实施例中衬垫安装示意图；

图3：图2衬垫结构示意图；

图4：本发明实施例中正面单弧焊接示意图；

图5：图4中焊枪示意图；

图6：本发明实施例中填充焊接示意图；

图中：1-厚板2-马板3-衬垫4-焊接设备5-焊枪

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

一种高空厚板立焊缝焊接方法，包括下列步骤：

A.将厚板1拼接成双面V型坡口(如图1所示)；

B.打底焊接：于坡口背面加设衬垫3(如图2所示)，再进行正面单弧焊接；

C.填充焊接：于正面和背面坡口采用双面双弧对称焊接。

具体地，在步骤A中，进一步在坡口背面采用马板2定位(如图1所示)，马板2中间凹槽对应着坡口处。在步骤B中，可将衬垫3拼接成带，并贴在坡口背面。本实施例中，衬垫3拼接成带后，垫以铝箔及粘结纸带，用粘结纸带贴在坡口背面。

如图3所示，衬垫3形状与坡口形状相一致，这样固定焊接牢固，缝隙少，产生的杂质不会淤积。本实施例中，坡口角度为35°，坡口根部钝边为0-2mm，坡口间隙为6-8mm；衬垫3呈梯形状，其上底宽6mm，高25mm，两腰角度为35°，衬垫3为陶瓷材料。

如图4所示，步骤B中，在进行正面单弧焊接时先在厚板1上沿着焊缝方向安装磁性轨道，然后，将焊接设备4安装在磁性轨道上，确保焊缝处在机器人焊接范围内，保证准确性；之后，进行焊接。

在步骤B中，在进行正面单弧焊接前，坡口边缘30mm范围内去除杂质；如图5所示，正面焊接设备4导电嘴本体从喷嘴前端伸出5mm，焊丝干伸长度为20mm，焊枪5角度为72°，焊丝选择直径为1.2mm的药芯焊丝；焊接时，气体流量为30-40L/min。

调整后，在实际工件上，为了喷嘴不接触坡口，需进行微调整。角度狭窄，不能避免喷嘴接触坡口的时候，将焊枪5稍微立起，调整至喷嘴接触坡口侧。

步骤C中，在正面单弧焊接完成后，将正面焊接设备4调整为暂停状态，焊接参数保持不变，用割枪去除坡口背面马板2，敲掉衬垫3，在坡口背面完成另一套焊接设备4的安装，最后正面和反面的焊接设备4同时对称完成所有焊缝的焊接，如图6所示。

在步骤C中，背面焊接设备4焊接参数与正面焊接设备4焊接参数一致。

焊接设备4为MICROBO焊接机器人，采用全自动模式，自动生成焊接条件，进行打底焊道的焊接。该机器人通过焊丝接触传感器自动检测并获得工件的板厚、坡口角度、根部间隙、焊缝长度、位置偏移量等焊缝信息，并自动演算处最适合的电流电压、焊接速度、焊接时间、摆幅、层数等焊接参数，最终完成多层多道焊。

在步骤C中，在进行填充焊接前，还对坡口背面成形部分凹凸不平位置进行打磨处理，保证坡口内部整洁。

上述方法克服了现有高空厚板焊接方法工艺复杂、效率低下的缺点，打底焊接采用坡口背面加设衬垫3，单面单机器人焊接，填充焊接采用双面双机器人对称焊接，免除了现场气刨清根工序，还可保证背面根部焊缝成型，有利于背面机器人自动检测并生成相应的焊接条件。另一方面，上述方法极大地提高了高空焊接生产效率，减小了厚板焊接变形严重、变形后校正困难的问题。同时，现场采用机器人焊接，焊接工艺实现标准化，有利于焊接质量的控制。现场机器人安装完成后，便可自动进行焊缝的往复焊接，工人劳动强度大大降低。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。