一种U肋板单元部分熔透焊接方法与流程

本发明涉及一种焊接方法，尤其涉及一种u肋板单元部分熔透焊接方法。

背景技术：

1、常泰长江大桥为双层钢桥梁，同时集高速公路、普通公路、城际铁路“三位一体”的过江通道，上下桥面板均采用u肋板单元，受力较为复杂，为提高桥面板单元的耐疲劳性能，对焊缝熔深要求较高，要求u肋板单元焊缝熔深需稳定达到80％。

2、传统的焊接方法因跟踪问题以及焊接位置问题导致u肋熔深不稳定，容易出现焊穿或者熔深差等缺陷，严重影响u肋板单元的使用寿命，因此，探索一种高效率、焊缝熔深稳定达到80％的焊接方法具有十分重要的意义。

3、目前，已有学者研究如何使u肋熔深稳定达到80％的方法，如“u型肋板的单道焊接方法(cn201611140437.2)”，提供了一种平位焊接u肋板单元的焊接方法，可以使u肋熔深达到75％～80％，但是达不到项目要求。

技术实现思路

1、发明目的：本发明的目的是提供一种焊接熔深能稳定达到80％，并且焊接效率高的u肋板单元部分熔透焊接方法。

2、技术方案：本发明所述的u肋板单元部分熔透焊接方法，包括以下步骤：

3、(1)加工u肋；

4、(2)将u肋组装在面板上得到板单元，然后将板单元固定在翻转胎架上，将胎架翻转30°～34°；

5、(3)利用焊接设备及与钢板材质匹配的焊丝对u肋进行焊接，所述焊枪与面板之间的夹角为43°～45°。

6、其中，步骤(1)中，所述u肋坡口的角度为44°-46°，u肋钝边长为2～2.5mm，较大的钝边可以减少焊接过程中焊穿现象的发生。

7、其中，步骤(1)中，u肋上坡口边与面板的形成的夹角c为56°～58°，较大的角度可以避免坡口根部未熔合，提高接头质量。

8、其中，步骤(3)中，焊丝打在距离坡口根部2.5～3mm位置，避免焊丝距离根部过近，焊接过程中熔池将钝边熔穿。

9、其中，步骤(3)中，焊接电流为330～360a，焊接电压为28～32v，焊接速度为340～360/min，电源为直流反接，采用较大的电流可以在焊接时形成射流，使得整个熔池扎入面板的母材中，靠熔池周边的高温将钝边熔化部分，避免熔穿问题发生，又可以减少焊缝根部存在孔洞和未熔合等问题。

10、其中，步骤(3)中，焊接时，焊接设备中焊枪摆幅为±0.5mm，摆动频率为100～140次/min，摆动到两端停留时间为0.3～0.5s；干伸长为22～25mm。焊枪有一定摆幅可以保证坡口填充饱满，保证焊接外观成形良好，摆动到两端停留一定时间可以增大焊缝与母材的结合率，减少未熔合。

11、其中，步骤(3)中，在保护气条件下进行焊接，保护气为80％ar、15％co2和5％o2，气流量为20-25l/min，采用三元混合气可以减少焊接飞溅，避免焊接过程中堵枪，同时保护气中有一定的氧气可以减少焊接气孔的产生。

12、其中，步骤(3)，所述焊接设备为带有激光跟踪及摇摆功能的龙门式多嘴头焊接专机，包括焊枪和置于焊枪前侧的激光跟踪器。采用具有激光跟踪功能的焊接设备，可以有效保证焊丝打在同一位置，提高焊接精度，避免焊接时焊枪走偏导致熔深较差等问题发生。

13、其中，步骤(3)中，焊接时，对多根u肋同侧焊缝同时进行焊接，焊接完一侧后，将胎架翻转至对称角度，重复步骤(3)完成焊接，六把枪同时焊接效率较高。

14、其中，步骤(3)中，焊接所用焊丝和钢板材质匹配，规格为φ1.4的实心焊丝。

15、有益效果：本发明与现有技术相比，取得如下显著效果：(1)本发明通过优化坡口角度、焊丝打的位置避免了避免焊缝易出现未熔合等缺陷，大大提高了正交异性板单元的耐疲劳性以及抗裂性；(2)本发明通过具有激光跟踪以及摇摆功能的龙门式多嘴头焊接专机进行船位焊接，对所焊接焊缝实时进行跟踪，提高了u肋熔深的稳定性，解决了传统焊接方法焊缝跑偏的难题；(3)本发明通过增大u肋钝边、增大焊丝与坡口距离，增大焊枪与面板夹角，解决了船型位置焊接u肋板单元易焊穿的难题；(4)船位焊接中采用了φ1.4实心焊丝，可以6把焊枪同时单面单道完成焊接，大大提高了焊接效率；(5)本发明的u肋全熔透焊接方法操作简单，外观成形良好，焊接效率高。

技术特征：

1.一种u肋板单元部分熔透焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的u肋板单元部分熔透焊接方法，其特征在于，步骤(1)中，所述u肋坡口的角度为44-46°，u肋钝边尺寸为2～2.5mm。

3.根据权利要求1所述的u肋板单元部分熔透焊接方法，其特征在于，步骤(1)中，u肋上坡口边与面板的形成的夹角c为56°～58°。

4.根据权利要求1所述的u肋板单元部分熔透焊接方法，其特征在于，步骤(3)中，焊丝打在距离坡口根部2.5～3mm位置。

5.根据权利要求1所述的u肋板单元部分熔透焊接方法，其特征在于，步骤(3)中，焊接电流为330～360a，焊接电压为28～32v，焊接速度为340～360/min。

6.根据权利要求1所述的u肋板单元部分熔透焊接方法，其特征在于，步骤(3)中，焊接时，焊接设备中焊枪摆幅为±0.5mm，摆动频率为100～140次/min，摆动到两端停留时间为0.3～0.5s；干伸长为22～25mm。

7.根据权利要求1所述的u肋板单元部分熔透焊接方法，其特征在于，步骤(3)中，在保护气条件下进行焊接，保护气为80％ar、15％co2和5％o2，气流量为20-25l/min。

8.根据权利要求1所述的u肋板单元部分熔透焊接方法，其特征在于，步骤(3)，所述焊接设备为带有激光跟踪及摇摆功能的龙门式多嘴头焊接专机。

9.根据权利要求1所述的u肋板单元部分熔透焊接方法，其特征在于，步骤(3)中，焊接时，对同侧多根u肋同时进行焊接，焊接完一侧后，将胎架翻转至对称角度，重复步骤(3)完成焊接。

10.根据权利要求1所述的u肋板单元部分熔透焊接方法，其特征在于，步骤(3)中，焊接所用焊丝为φ1.4的实心焊丝。

技术总结
本发明公开了一种U肋板单元部分熔透焊接方法，包括以下步骤：(1)加工U肋；(2)将U肋组装在面板上得到板单元，然后将板单元固定在翻转胎架上，将胎架翻转30°～34°；(3)利用焊枪及与钢板材质匹配的焊丝对U肋进行焊接，所述焊枪与面板之间的夹角为43°～45°。本发明通过优化坡口角度、焊枪与面板夹角、焊丝打的位置避免了避免焊缝易出现未熔合、焊穿等缺陷，大大提高了正交异性板单元的耐疲劳性以及抗裂性。

技术研发人员：郭瑞,吴江波,马增岗,刘志刚,薛喆彦,穆长春
受保护的技术使用者：中铁宝桥（扬州）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15