一种气电立焊接头处理方法与流程

1.本发明涉及船舶建造技术领域，尤其涉及一种气电立焊接头处理方法。


背景技术：

2.在船舶建造及钢结构建造过程中，气电立焊是一种高效的自动焊技术，且焊接质量稳定可靠。同时气电立焊属于单面单道焊，因此具有较高的焊接效率。
3.由于气电立焊容易受到引熄弧、现场施工阻碍以及焊材耗尽等多种因素的影响从而出现焊接接头，即熄弧位置。在焊接接头的底部和两侧存在夹渣和熔合不良的缺陷，需要将接头位置处约100mm长度范围内的焊缝整体清除，然后利用二氧化碳气体保护焊进行修补焊接。目前存在的问题是：二氧化碳气体保护焊为多层多道焊接，焊接处理难度较大，一次焊接的合格率不高，容易出现裂缝、夹渣和气孔等焊接缺陷。此外，为了保证修补时引熄弧过渡平顺还需要扩大修补范围，进一步增加了焊接接头位置处的焊接工作量和焊接时长，增大了焊材的使用量。
4.因此，需要一种气电立焊接头处理方法来解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种气电立焊接头处理方法，以降低焊接接头位置的修复难度，提高焊接接头的焊接质量和焊接效率。
6.为达此目的，本发明所采用的技术方案是：
7.一种气电立焊接头处理方法，包括如下步骤
8.s1：在两个待焊板材的焊缝的末端刨出第一斜槽；
9.s2：气电立焊设备的行走小车停止行走，通过手动在所述第一斜槽底部引弧并进行气电立焊；
10.s3：在所述第一斜槽的底部建立熔池后，启动所述行走小车在两个所述待焊板材的坡口内连续气电立焊；
11.s4：当气电立焊结束后，在所述第一斜槽的位置刨出第二斜槽；所述第一斜槽与所述第二斜槽具有相同的结构和尺寸；
12.s5：在所述第二斜槽内进行二氧化碳气体保护焊，以修补所述第二斜槽。
13.作为优选方案，所述第一斜槽与所述第二斜槽均通过电弧气刨刨出。
14.作为优选方案，在步骤s2中，当所述待焊板材的厚度大于等于40mm时，采用双丝焊接；当所述待焊板材的厚度小于40mm时，采用单丝焊接。
15.作为优选方案，在步骤s3中，当所述第一斜槽的最大深度大于等于12mm时，打开所述气电立焊设备的摆动按钮，并逐步加大所述气电立焊设备的焊枪的摆动深度。
16.作为优选方案，在气电立焊过程中，所述坡口内的熔池沿所述焊缝生成方向的顶端与所述气电立焊设备的铜滑块的出气口的距离为2mm～5mm；并实时调整所述焊枪与所述气电立焊设备的铜滑块的位置，以使所述焊枪与所述铜滑块均对中于所述坡口。
17.作为优选方案，步骤s4之后包括步骤
18.s41：对所述第二斜槽的内表面进行打磨处理。
19.作为优选方案，在步骤s5中，依次对所述第二斜槽进行打底焊接、填充焊接和盖面焊接。
20.作为优选方案，在步骤s5中，二氧化碳气体保护焊使用的焊丝强度等级大于等于3y等级。
21.作为优选方案，所述打底焊接的焊丝直径为1.2mm，焊接电流为150a～180a，焊接电压为21v～25v，保护气体流量为15l/min～20l/min；
22.所述填充焊接的焊丝直径为1.2mm，焊接电流为170a～200a，焊接电压为23v～26v，保护气体流量为15l/min～20l/min；
23.所述盖面焊接的焊丝直径为1.2mm，焊接电流为170a～220a，焊接电压为23v～26v，保护气体流量为15l/min～20l/min。
24.作为优选方案，所述第一斜槽呈半圆锥形，所述第一斜槽的最大槽深与所述待焊板材的厚度之比为1/2，所述第一斜槽的长度与所述第一斜槽的最大槽深之比为1/4～1/3，所述第一斜槽的锥度为15
°
～25
°
。
25.本发明的有益效果为：
26.本发明提出的气电立焊接头处理方法，在两个待焊板材的焊缝的末端刨出第一斜槽，手动在第一斜槽底部引弧并进行气电立焊，在第一斜槽的底部建立熔池后，在坡口内进行连续气电立焊。当气电立焊结束后，在第一斜槽的位置再次刨出第二斜槽，且第一斜槽与第二斜槽的尺寸和结构相同，通过二氧化碳气体保护焊修补第二斜槽。通过上述的气电立焊接头处理方法，整个坡口全部通过气电立焊完成焊接，提高了焊接质量和焊接效率，在焊接接头的位置刨出第一斜槽，以使气电立焊的过渡焊缝位于第一斜槽内，从而保证了焊接接头处熔池的融合程度。然后，在第一斜槽位置处重新刨出第二斜槽，以清除第一斜槽内部存在的焊接缺陷，同时通过二氧化碳气体保护焊进行修补焊接，保证了焊接接头位置具有良好的焊接质量，提高了焊接接头的合格率和焊缝的整体质量。此外，由于只需对第二斜槽进行修补焊接，无需对焊接接头附近的焊缝进行整体清除，减少了二氧化碳气体保护焊的焊接量和焊接难度，缩短了焊接接头的修复时长，进一步提高了焊接效率。此外，还减少了焊丝的使用量，降低了成本。
附图说明
27.图1是本发明实施例提供的在两个待焊板材的焊接接头处加工出第一斜槽的结构示意图；
28.图2是本发明实施例提供的在两个待焊板材的焊接接头处加工出第一斜槽的纵向剖视图；
29.图3是本发明实施例提供的气电立焊接头处理方法的详细流程图；
30.图4是本发明实施例提供的在两个待焊板材的焊接接头处加工出第一斜槽的纵向剖视图。
31.图中部件名称和标号如下：
32.1、待焊板材；2、焊缝；21、第一斜槽；3、陶瓷衬垫；4、铜滑块；41、出液口；42、出气
口。
具体实施方式
33.为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，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。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。
34.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
35.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
36.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
37.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。
38.如图1和图2所示，两个待焊板材1竖直设置并进行对接并形成v型坡口。两个待焊板材1的背面设置有陶瓷衬垫3，以提高焊接质量。为了提高焊接效率，本实施例的坡口通过气电立焊进行连续焊接，以提高焊接效率。具体地，气电立焊设备的焊枪垂直于待焊板材1，气电立焊设备的铜滑块4沿坡口的长度方向向上爬升。铜滑块4具有出液口41和出气口42，保护气体通过铜滑块4的出气口42向坡口内的熔池喷射，以使熔池在保护气体的环境内固化成焊缝2，避免杂质或湿气进入熔池内，以保证焊缝2的焊接质量。冷却液(一般为水)通过铜滑块4的出液口41向焊缝2喷射冷却液，以加快焊缝2的冷却效率。
39.由于受到引熄弧或焊材耗尽等因素的影响，电气立焊一般会出现焊接接头，即熄弧位置。目前普遍通过二氧化碳气体保护焊进行焊接接头的焊接修复。由于二氧化碳气体保护焊为多层多道焊接方式，焊接处理难度较大，容易出现焊接缺陷。同时为了保证修补时引熄弧过渡平顺还需要扩大修补范围，进一步增加了焊接工作量和焊接时长。
40.为了解决上述问题，如图3所示，本实施例公开了一种气电立焊接头处理方法，具体包括如下步骤
41.s1：在两个待焊板材1的焊缝2的末端刨出第一斜槽21。
42.s2：气电立焊设备的行走小车停止行走，通过手动在第一斜槽21底部引弧并进行气电立焊。
43.s3：在第一斜槽21的底部建立熔池后，启动行走小车在两个待焊板材1的坡口内连续气电立焊。
44.s4：当气电立焊结束后，在第一斜槽21的位置再次刨出第二斜槽，第一斜槽21与第二斜槽具有相同的结构和尺寸。
45.s5：在第二斜槽内进行二氧化碳气体保护焊，以修补第二斜槽。
46.在本实施例中，在两个待焊板材1的焊缝2的末端刨出第一斜槽21，手动在第一斜槽21底部引弧并进行气电立焊，在第一斜槽21的底部建立熔池后，在坡口内进行连续气电立焊。当气电立焊结束后，在第一斜槽21的位置再次刨出第二斜槽，且第一斜槽21与第二斜槽的尺寸和结构相同，通过二氧化碳气体保护焊修补第二斜槽，实现了气电立焊与二氧化碳气体保护焊的组合焊接。
47.在上述气电立焊接头处理方法中，整个坡口全部通过气电立焊完成焊接，提高了焊接质量和焊接效率。在焊接接头的位置刨出第一斜槽，以使气电立焊的过渡焊缝位于第一斜槽内，从而保证了焊接接头处熔池的融合程度。然后，在第一斜槽21位置处重新刨出第二斜槽，以清除第一斜槽21内部存在的焊接缺陷，同时通过二氧化碳气体保护焊进行修补焊接，保证了焊接接头位置具有良好的焊接质量，提高了焊接接头的合格率和焊缝2的整体质量。此外，由于只需对第二斜槽进行修补焊接，无需对焊接接头附近的焊缝2进行整体清除，减少了二氧化碳气体保护焊的焊接量和焊接难度，缩短了焊接接头的修复时长，进一步提高了焊接效率。此外，还减少了焊丝的使用量，降低了成本。
48.如图4所示，通过电弧气刨刨出第一斜槽21。第一斜槽21和第二斜槽均呈半圆锥形，第一斜槽21在焊缝2的末端(焊接接头位置)具有开口和最大的槽深。具体地，本实施例的第一斜槽21的最大槽深h与待焊板材1的厚度h之比为1/2，第一斜槽21的长度l与第一斜槽21的最大槽深h之比为1/4～1/3，第一斜槽21的锥度α为15
°
～25
°
。例如，锥度α可以为15
°
、18
°
、20
°
、或25
°
等。气电立焊设备通过向第一斜槽21焊接形成过渡焊缝，上述第一斜槽21的尺寸能够使得气电立焊设备具有足够的时间和焊接距离进行参数调整，从而保证下一段焊缝2具有较好的焊接质量，并在第一斜槽21进行充分预热，以提高两段焊缝2的融合度。
49.在步骤s2中，利用气电立焊设备从第一斜槽21的底部开始引弧，且引弧方式为点触法。由于引弧方式为本领域的常规技术手段，对于点触法引弧的具体操作过程不再进行赘述。
50.在步骤s2中，需要根据待焊板材1的不同厚度灵活选择焊丝数量。具体地，当待焊板材1的厚度大于等于40mm时，采用双丝焊接。当待焊板材1的厚度小于40mm时，采用单丝焊接。
51.当待焊板材1的厚度为t，不同厚度的待焊板材1需要选用不同的焊接参数，以保证焊缝2的质量，具体的焊接参数如下：
52.当14mm≤t＜20mm，焊接电流为340a～360a，焊接电压为34v～36v，焊接速度为8cm/min～10cm/min。
53.当20mm≤t＜25mm，焊接电流为360a～380a，焊接电压为36v～40v，焊接速度为6cm/min～8cm/min。
54.当25mm≤t＜30mm，焊接电流为380a～400a，焊接电压为41v～43v，焊接速度为5cm/min～7cm/min。
55.当30mm≤t＜35mm，焊接电流为400a～420a，焊接电压为43v～45v，焊接速度为5cm/min～7cm/min。
56.当35mm≤t＜40mm，焊接电流为420a～440a，焊接电压为40v～43v，焊接速度为3cm/min～5cm/min。
57.当熔池在第一斜槽21底部建立后，第一斜槽21实现充分预热。此时打开气电立焊设备的行走小车的开关，使得气电立焊设备进行正常焊接。
58.需要说明的是，当第一斜槽21的最大深度大于等于12mm时，打开气电立焊设备的摆动按钮，并逐步加大气电立焊设备的焊枪的摆动深度。焊枪的摆动深度为焊枪的摆动幅度，即焊枪沿待焊板材1厚度方向的移动距离。通过逐步增大焊枪的摆动深度，有利于提高了熔池与第一斜槽21融合。
59.在气电立焊的过程中，坡口内的熔池沿焊缝2生成方向的顶端与气电立焊设备的铜滑块4的出气口42的距离为2mm～5mm，即出气口42位于熔池上方约2mm～5mm，以使保护气体完全覆盖固化的熔池，不仅能够防止熔池发生氧化，而且能够阻挡杂质和湿气进入熔池内，避免形成的焊缝2内部包含气孔或熔渣等缺陷。同时还需要实时调整焊枪与铜滑块4的位置，以使焊枪与铜滑块4均对中于坡口，以提高气电立焊设备的焊接精度，提高焊接质量。
60.在步骤s4中，当气电立焊结束后，关闭气电立焊设备的行走小车并使焊枪停止摆动，同时停止焊丝送丝，最后熄灭电弧即可。然后通过电弧气刨在第一斜槽21的位置再次刨出第二斜槽，以清除第一斜槽21内存在的裂纹、夹渣或气孔等缺陷。通过电弧气刨加工获得第一斜槽21和第二斜槽，提高了第一斜槽21和第二斜槽的加工效率，同时能够避免对第一斜槽21和第二斜槽周围的焊缝2造成损伤。
61.需要注意的是，为了保证将第一斜槽21的缺陷清除干净，还可以在第一斜槽21的基础上对第二斜槽的槽深和长度等尺寸进行适当地增加。
62.为了清除第二斜槽内的熔渣等杂质，步骤s4之后包括步骤s41：对第二斜槽的内表面进行打磨处理，以使第二斜槽内保持较高的清洁度，从而提高后续二氧化碳气体保护焊的焊接质量，以避免二氧化碳气体保护焊形成的焊缝2出现熔渣。
63.在步骤s5中，依次对第二斜槽进行打底焊接、填充焊接和盖面焊接。通过多层多道的焊接方式，减少了热量输入，提高了焊缝2和焊接接头的焊接质量。
64.具体地，打底焊接、填充焊接和盖面焊接的焊接参数如下：
65.打底焊接的焊丝直径为1.2mm，焊接电流为150a～180a，焊接电压为21v～25v，保护气体流量为15l/min～20l/min。
66.填充焊接的焊丝直径为1.2mm，焊接电流为170a～200a，焊接电压为23v～26v，保护气体流量为15l/min～20l/min。
67.盖面焊接的焊丝直径为1.2mm，焊接电流为170a～220a，焊接电压为23v～26v，保护气体流量为15l/min～20l/min。
68.需要说明的是，在步骤s5中，二氧化碳气体保护焊使用的焊丝强度等级大于等于3y等级，即焊丝需要选用高韧性焊接材料制成，以降低二氧化碳气体保护焊对原来焊缝2的冲击，保证焊接接头的合格率和融合性，以提高焊缝2的整体质量。
69.以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都
落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。