一种厚板立对接焊接方法与流程

本发明涉及焊接
技术领域：
，尤其涉及一种厚板立对接焊接方法。
背景技术：
在船舶制造行业的预搭载及搭载阶段，对于立对接焊缝一般采用二氧化碳半自动焊方式、简易的二氧化碳自动焊方式或垂直气电焊方式等，其中二氧化碳半自动焊方式受工人技能、坡口质量的影响，焊缝成型不均匀和焊接质量不稳定；垂直气电焊方式在焊接过程中由于垂直气电焊接设备沉重、电缆较多、操作复杂、空间小或有障碍的位置无法使用；简易的二氧化碳自动焊方式无法实现自动检测坡口、匹配参数、自动焊接等功能，而且焊接过程中人为干预较多，未实现自动化、智能化焊接，焊接质量差。因此，亟需设计一种厚板立对接焊接方法，自动化程度高，焊缝成型均匀，焊缝质量和焊接效率高。技术实现要素：本发明的目的在于提出一种厚板立对接焊接方法，自动化程度高、焊缝成型均匀，提高了焊缝质量、焊缝强度和焊接效率。为达此目的，本发明采用以下技术方案：一种厚板立对接焊接方法，用于厚板立对接进行焊接作业，包括以下步骤：s10、采用定位工装对待焊接工件进行立对接定位；s20、二氧化碳自动焊接设备对待焊接工件和焊缝坡口的尺寸参数进行检测；s30、所述二氧化碳自动焊接设备根据步骤s20中检测到的所述待焊接工件和所述焊缝坡口的尺寸参数自动匹配对应的立对接焊接参数；s40、二氧化碳自动焊接设备通过二氧化碳药芯焊丝对所述待焊接工件的焊缝进行焊接。该厚板立对接焊接方法首先检测待焊接工件和焊缝坡口的尺寸参数，根据尺寸参数匹配对应的立对接焊接参数，按照立对接焊接参数，二氧化碳自动焊接设备通过二氧化碳药芯焊丝对焊接工件的焊缝进行焊接，自动程度高，焊缝成型均匀，有效提高了焊缝质量和焊缝的强度。作为上述厚板立对接焊接方法的一种优选方案，所述待焊接工件和焊缝坡口的尺寸参数包括：待焊接工件的厚度、厚度差、装配间隙、焊缝长度、焊缝坡口的角度。作为上述厚板立对接焊接方法的一种优选方案，步骤s30中，根据检测到的所述待焊接工件和所述焊缝坡口的尺寸参数得出的焊缝宽度，当所述焊缝宽度＞16mm时，所述二氧化碳自动焊接设备进行分道焊接。作为上述厚板立对接焊接方法的一种优选方案，步骤s30中，当焊缝的厚度＞6mm时，所述二氧化碳自动焊接设备进行分层焊接。作为上述厚板立对接焊接方法的一种优选方案，步骤s20中，所述二氧化碳自动焊接设备的测量部由所述焊缝坡口的中心位置向同一横断面的焊缝坡口的两侧移动，并检测不同位置的所述焊缝坡口的位置参数，根据位置参数得出焊缝坡口的角度；所述二氧化碳自动焊接设备的测量部由所述焊缝坡口的底面的陶瓷衬垫向所述待焊接工件的顶面移动，并检测所述焊缝坡口底面与所述待焊接工件的顶面的位置参数，根据位置参数得出待焊接工件的尺寸参数。作为上述厚板立对接焊接方法的一种优选方案，步骤s30中，所述立对接焊接参数包括：焊缝的焊道数、焊缝的层数以及焊接电流、电压和焊接速度。作为上述厚板立对接焊接方法的一种优选方案，步骤s20之后，判断检测到的所述待焊接工件和所述焊缝坡口的尺寸参数是否满足预设焊缝坡口的角度范围、预设待焊接工件厚度范围以及预设装配缝隙范围，若满足，则执行步骤s30；若不满足，则所述二氧化碳自动焊接设备处于待机状态。作为上述厚板立对接焊接方法的一种优选方案，所述预设焊缝坡口的角度范围为30°-45°，所述预设待焊接工件厚度范围为10mm-60mm，所述预设装配缝隙范围为4mm-12mm。作为上述厚板立对接焊接方法的一种优选方案，沿所述焊缝的长度方向，检测多组所述待焊接工件和所述焊缝坡口的尺寸参数。作为上述厚板立对接焊接方法的一种优选方案，步骤s40中，对所述焊缝焊接包括打底、填充和盖面。本发明的有益效果：本发明提出的厚板立对接焊接方法，首先检测待焊接工件和焊缝坡口的尺寸参数，根据尺寸参数匹配对应的立对接焊接参数，按照立对接焊接参数，二氧化碳自动焊接设备通过二氧化碳药芯焊丝对焊接工件的焊缝进行焊接，自动程度高，焊缝成型均匀，有效提高了焊缝质量和焊缝的强度。附图说明图1是本发明提供的厚板立对接焊接方法的流程图；图2是本发明提供的二氧化碳自动焊接设备的测量部位于焊缝坡口的中心位置时的结构示意图；图3是本发明提供的测量部移动到焊缝坡口的第一位置时的结构示意图；图4是本发明提供的测量部移动到焊缝坡口的第二位置时的结构示意图；图5是本发明提供的测量部移动到焊缝坡口的第三位置时的结构示意图；图6是本发明提供的测量部移动到焊缝坡口的第四位置时的结构示意图；图7是本发明提供的测量部与焊缝坡口底面的陶瓷衬垫相接触时的结构示意图；图8是本发明提供的测量部与焊缝坡口的一侧的待焊接工件的顶面相接触的结构示意图；图9是本发明提供的测量部与焊缝坡口的另一侧的待焊接工件的顶面相接触的结构示意图；图10是本发明提供的待焊接工件的结构示意图；图11是本发明提供的以40mmfh40级钢为例中二氧化碳自动焊接装置匹配出的焊缝的焊道数和焊缝层数。图中：100、待焊接工件。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本实施方式提供一种厚板立对接焊接方法，用于厚板立对接进行焊接作业。本实施方式中，厚板为厚度为10mm-60mm的待焊接工件，厚板的立对接为待焊接工件与水平面的角度为大于15°并小于等于90°。厚板立对接焊接方法如图1所示，包括以下步骤：s10、采用定位工装对待焊接工件进行立对接定位。通过定位工装将待焊接工件进行立对接定位，具体的，定位工装包括第一定位工装和第二定位工装，第一定位工装和第二定位工装与待焊接工件相连的侧面与水平面的夹角根据需求设定。一块待焊接工件固定于第一定位工装，另一块待焊接工件固定于第二定位工装，进而对两个待焊接工件进行立对接定位。s20、二氧化碳自动焊接设备对待焊接工件和焊缝坡口的尺寸参数进行检测。具体地，如图2所示，两块待焊接工件100对立接设置，两块待焊接工件100之间形成焊缝坡口，本实施方式中，待焊接工件100为钢板。焊缝坡口为v型结构，具体地，可以单边v型坡口(t型接头)、单边v型坡口平对接、v型坡口平对接。待焊接工件100和焊缝坡口的尺寸参数包括：待焊接工件100的厚度、厚度差、装配间隙、焊缝长度、焊缝坡口的角度，待焊接工件100和焊缝坡口的尺寸并不限定于上述参数，还可以根据需求检测其他待焊接工件100和焊缝坡口的尺寸参数。进一步地，检测焊缝坡口的尺寸参数时，二氧化碳自动焊接设备的测量部由焊缝坡口的中心位置向同一横断面的焊缝坡口的两侧移动，并检测不同位置的焊缝坡口的位置参数，根据位置参数得出坡口的角度。本实施方式中，如图2-图6所示，两块对立的待焊接工件100的焊缝坡口在同一横断面位置，测量部首先以焊缝坡口的中心位置为初始位置(参见图2)，测量部与底面接触，然后向焊接坡口的一侧移动到第一位置(图3中a点)，然后回到初始位置；然后测量部向焊接坡口的另一侧移动到第二位置(图4中b点)，然后回到初始位置；之后测量部向焊接坡口的一侧移动到第三位置(图5中c点)，然后回复到初始位置；然后测量部向焊接坡口的另一侧移动到第四位置(图6中d点)，根据在第一位置、第二位置、第三位置和第四位置的位置参数得出焊接坡口两侧的角度。检测待焊接工件100的尺寸参数时，如图7-图9所示，二氧化碳自动焊接设备的测量部由焊缝坡口的底面的陶瓷衬垫向待焊接工件100的顶面移动，并检测焊缝坡口底面与待焊接工件100的顶面的位置参数，根据位置参数得出待焊接工件100的尺寸参数。其中，二氧化碳自动焊接设备的测量部为二氧化碳药芯焊丝，通过在二氧化碳药芯焊丝的前端加载一个高压电，以焊丝前端作为接触点，通过焊丝前端与焊缝坡口或待焊接工件100的顶面接触导电来达到检测焊缝坡口的尺寸参数和待焊接工件100的尺寸参数。沿焊缝的长度方向，检测多组待焊接工件100和焊缝坡口的尺寸参数，在焊接过程中根据焊缝的具体尺寸进行焊接，提高焊接质量。s30、二氧化碳自动焊接设备根据步骤s20中检测到的待焊接工件100和焊缝坡口的尺寸参数自动匹配对应的立对接焊接参数。其中，立对接焊接参数包括：焊缝的焊道数、焊缝的层数以及焊接电流、电压和焊接速度。检测待焊接工件100和焊缝坡口之后，判断检测到的待焊接工件100和焊缝坡口的尺寸参数是否满足预设焊缝坡口的角度范围、预设待焊接工件100厚度范围以及预设装配缝隙范围，若满足，则执行步骤s30；若不满足，则二氧化碳自动焊接设备处于待机状态。进一步地，二氧化碳自动焊接设备的预设焊缝坡口的角度范围为30°-45°，预设待焊接工件100厚度范围为10mm-60mm，预设装配缝隙范围为4mm-12mm。步骤s30中，根据检测到的待焊接工件100和焊缝坡口的尺寸参数得出的焊缝宽度，当焊缝宽度＞16mm时，二氧化碳自动焊接设备进行分道焊接。步骤s30中，当焊缝的厚度＞6mm时，二氧化碳自动焊接设备进行分层焊接。根据检测到的焊接工件和焊缝坡口的尺寸参数、以及上述焊缝分道、焊缝分层的条件得出焊缝的焊道数、焊缝的层数以及焊接电流、电压和焊接速度。由于待焊接工件立对接设置，在焊接过程中焊液堆积速度慢，所以需要焊接速度较慢，焊接过程中焊液不易铺展，所述焊缝每层的焊接厚度较厚。s40、二氧化碳自动焊接设备通过二氧化碳药芯焊丝对待焊接工件100的焊缝进行焊接。对焊缝焊接包括打底、填充和盖面。通过二氧化碳药芯焊丝对焊接工件的焊缝进行焊接，使得焊后焊缝根部中心和焊缝表面中心冲击韧性较强。打底时，焊接电流为150a-180a，电弧电压为22v-25v，焊接速度为80mm/min-100mm/min。填充时，焊接电流为210a-230a，电弧电压为26v-28v，焊接速度为80mm/min-130mm/min。盖面时，焊接电流为200a-210a，电弧电压为26v-28v，焊接速度为80mm/min-130mm/min。该厚板立对接焊接方法首先二氧化碳自动焊接设备对待焊接工件100和焊缝坡口的尺寸参数进行检测，根据尺寸参数自动匹配对应的立对接焊接参数，二氧化碳自动焊接设备按照立对接焊接参数通过二氧化碳药芯焊丝对焊接工件的焊缝进行焊接，自动化程度高，焊缝成型均匀，有效提高了焊缝质量、焊接效率和焊缝的强度。以待焊接工件100为40mmfh40级钢为例进行说明。如图10所示，图10中两块待焊接工件100(40mmfh3)之间为焊缝坡口，焊缝坡口的角度包括焊缝坡口两侧的角度，分别为θ1和θ2，待焊缝工件100的厚度为h，两块待焊缝工件100之间的装配间隙为g。二氧化碳自动焊接设备对待焊接工件100和焊缝坡口的尺寸参数进行检测，检测到的待焊接工件100和焊缝坡口的尺寸参数，如表1所示。表1、检测到的待工件和焊缝坡口的尺寸参数检测点角度θ1角度θ2板厚h装配间隙g板厚差xyz120.419.940.07.7-0.7-39.7-56.0-221.0220.520.040.08.0-0.9-39.9-54.9-33.7320.320.140.07.7-1.0-42.6-52.9227.6二氧化碳自动焊接设备根据检测到的焊接工件和焊缝坡口的尺寸参数自动匹配对应的立对接焊接参数，如图11所示，图11中示出了二氧化碳自动焊接设备自动匹配的焊缝的焊道数和焊道层数，图11中焊道层数为7层，焊道数为9个，从第5个焊道数之后开始分道焊接。二氧化碳自动焊接设备自动匹配的焊接电流、电压和焊接速度，如表2所示。表2、二氧化碳自动焊接设备自动匹配出的焊接电流、电压和焊接速度。焊道焊接电流a电弧电压v焊接速度mm/min11552376222027883220279842152784522027866220271267225271338200278992102789在焊接过程中，二氧化碳自动焊接设备按照自动匹配出的对立接焊接参数进行焊接，提高焊缝的质量及强度。二氧化碳自动焊接设备通过二氧化碳药芯焊丝进行焊接，焊后焊缝根部中心和焊缝表面中心冲击韧性较强。表3为二氧化碳药芯焊丝和普通焊丝焊后焊缝根部中心和焊缝表面中心冲击值对比表。表3、二氧化碳药芯焊丝和普通焊丝焊后焊缝根部中心和焊缝表面中心冲击值对比由表3可以看出，通过二氧化碳药芯焊丝焊接后的焊缝根部中心和焊缝表面中心的冲击值比普通焊丝焊接后的焊缝根部中心和焊缝表面中心的冲击值高，提高了焊缝的抗冲击性能和抗载荷能力。注意，上述仅为本发明的较佳实施例。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。当前第1页12