一种h型钢免清根埋弧焊方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种型钢焊接方法，具体是用于焊接腹板厚度大于等于14_的H型钢 免清根埋弧焊方法，属于焊接技术领域。
【背景技术】
[0002] H型钢生产中，焊接厚度大于等于14mm的腹板且有全熔透焊接要求时，传统的方 法通常采用开小钝边，气保焊打底，埋弧焊填充盖面，碳弧气刨清根和背面焊缝的埋弧焊的 工艺，以确保焊缝根部的焊接质量。
[0003] 碳弧气刨清根是目前钢结构行业中常用的方式，可用于全位置清根，便于清除焊 缝根部缺陷，但是其也存在缺点：1)产生烟雾、噪音很大、粉尘污染以及弧光辐射；2)焊缝 缺陷不易彻底清除干净，而且气刨后的焊口形状不规则，焊接质量难以控制；3)碳弧气刨 清根时，会伴随大量的热输入，易造成焊接变形，同时会造成资源的过度浪费。因此有必要 推广免清根的工艺。
[0004] 现有技术的埋弧焊免清根工艺热输入量大，钝边小，焊道层数较多，如公开号为 CN102950370A，名称为"一种焊接腹板厚度大于16mm的H型钢埋弧焊工艺方法"的发明专 利即属于此类技术，其背面及根部焊接参数为：电流720-730A，电压36-39V，焊接速度40? 50cm/min ;厚腹板焊接时，K型对称坡口角度为60 ± 2°，钝边1?2mm，坡口填充量增加，焊 接效率低下；因此，在14mm以上厚腹板焊接中，留小钝边进行焊接难以保证H型钢焊接生产 的质量和效率，而免清根焊接工艺需要同时保证质量和效率，才能促进效益的增长。
[0005] 根据国标GBT 985-2008,腹板厚度大于等于12mm时，坡口角度适宜取30°? 50°，钝边适宜取4?10_，与双V型对称坡口相似，必要时可进行打底焊。然而，钝边较大 时，又难以保证焊缝根部的质量，此时，需要清根才能保证背面焊缝的质量。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于，针对上述目前H型钢免清根焊接工艺存在的难以满足厚度 14_及以上的腹板焊接免清根的需要，克服焊接效率低和焊接质量差的缺陷，利用脉冲电 弧的挖掘特性，提出一种成本低、适用性好、焊接效率高的H型钢免清根埋弧焊方法，以很 好地改善焊缝质量，提高焊缝熔深，免除清根这道工序。
[0007] 为了达到上述目的，本发明所述的H型钢免清根埋弧焊方法的技术方案是：
[0008] 一种H型钢免清根埋弧焊方法，用于对腹板与两边的翼板的焊接，包括将腹板开 坡口的步骤、去除坡口表面及焊缝附近的氧化皮、铁锈和油污的步骤、组对及控制组对间隙 并对腹板和翼板进行点焊的步骤、定位焊处理的步骤、将H型钢放置在H型钢焊接胎具上的 步骤以及焊接步骤，其特征在于：所述的将腹板开坡口的步骤中，将14_及以上厚度的腹 板开K型坡口，该腹板的钝边大于等于12mm，坡口角度为70±2° ;所述的焊接步骤中，增 加脉冲电流功能，该脉冲电流功能的合理匹配使用的可调参数包括：电流基值350-400A， 电流峰值800-1000A，脉冲占空比60?70%，脉冲频率1-1. 5Hz，电压30?35V，焊接速度 380-410mm/min，焊缝的焊接次序为：在腹板两侧先焊正面，然后翻转H型钢焊接对角面，按 对角线交错顺序依次进行埋弧焊焊接。
[0009] 作为进一步改进，所述的组对及控制组对间隙并对腹板和翼板进行点焊的步骤 中，组对间隙为0?1mm，点焊时焊丝轴线对准间隙中心，焊丝轴线垂直于水平面。
[0010] 作为进一步改进，所述的将H型钢放置在H型钢焊接胎具上的步骤中，所述的腹板 的放置位置与水平面的夹角为25-45°。
[0011] 该工艺方法包含如下具体步骤：
[0012] 焊前准备：
[0013] 1)将14mm及以上厚度的腹板开钝边12mm或大于12mm的K型坡口，坡口角度为 70±2° ;
[0014] 2)去除坡口表面及焊缝附近的氧化皮、铁锈和油污，打磨光滑；
[0015] 3)组对，控制组对间隙为0-lmm，同时保证焊丝轴线对准间隙中心，焊丝轴线垂直 于水平面，并对腹板和翼板进行点焊；
[0016] 4)定位焊处进行打磨处理，以不影响焊丝通过为参考基准；
[0017] 5)将H型钢放置在H型钢焊接胎具上，使得腹板的放置位置与水平面的夹角为 25-45。。
[0018] 焊接：
[0019] 6)在腹板两侧按对角线交错顺序依次进行埋弧焊焊接，焊接时先焊正面，然后 翻转H型钢焊接对角面；增加脉冲电流功能，对该脉冲电流功能的可调参数进行合理匹 配使用，H型钢正面及对角面的焊接参数可取范围包括：电流基值350-400A，电流峰值 800-1000A，脉冲占空比60?70%，脉冲频率1-1. 5Hz，电压30?35V，焊接速度380-410mm/ min〇
[0020] 上述工艺方法步骤中，区别于现有技术的技术特征为：
[0021] 1.步骤1)中所述腹板开K型坡口的特征为：坡口角度大于常规方法中的坡口角 度，钝边大于常规方法中的钝边；所述坡口角度为70±2°，钝边大于等于12mm，从而为机 械加工及焊接节省了时间，提高了工作效率。
[0022] 2.步骤6)与现有技术存在差别，传统方法的焊接参数有焊接电流、焊接电压、焊 接速度等，而本发明增加了脉冲电流这一功能；所述脉冲电流功能的可调参数有电流基值、 电流峰值、脉冲频率和脉冲占空比4个参数，脉冲电流功能参数的匹配调节能够有效增加 焊接熔深，为全熔透T型焊缝奠定了基础。
[0023] 与现有技术相比，本发明所述的H型钢免清根埋弧焊接方法具有以下益处：
[0024] 1)与传统H型钢焊接工艺相比，本发明采用脉冲电流，作用于焊缝根部，利用脉冲 电流的振荡和搅拌作用，在热输入降低的同时，增加了焊接的熔深，改善了接头质量，免除 了清根这道工序，提高了焊接效率，同时避免了清根时的烟雾、噪音、粉尘、弧光等危害，减 少了焊材的损耗，节省了大量的时间，从而减少了焊接的工作量，降低了成本，提高了经济 效益。
[0025] 2)对厚度14mm及以上的腹板，实现了钝边大于等于12mm、K型对称坡口 70±2° 的H型钢免清根埋弧焊，适用范围广，实用性强。
[0026] 3)与现有坡口加工工艺相比，钝边加大，减少了金属的铣削量，节省了时间成本， 易于实现在工程中的应用推广。
【附图说明】
[0027] 图1是本发明的示意图。
[0028] 图2是本发明H型钢的焊道排序示意图。
[0029] 图3是本发明H型钢焊接胎具的示意图。
[0030] 图4是采用常规工艺的16mm腹板T型接头宏观金相图。
[0031] 图5是采用本发明免清根工艺的16mm腹板T型接头宏观金相图。
[0032] 附图中的符号说明：
[0033] 1-翼板，2-腹板，3-钝边，4一导电嘴，5-焊丝，6-H型钢焊接胎具，7-焊缝， 8-焊缝，9一焊缝，10-焊缝。
【具体实施方式】
[0034] 本发明所述H型钢免清根埋弧焊方法使用埋弧焊控制器，焊前对腹板开70±2° 坡口，钝边大于等于12mm，将组对好的H型钢放置在焊接胎具上，选择合适的焊件放置角 度，然后调节脉冲电流的电流基值、电流峰值、脉冲频率、脉冲占空比、电弧电压及焊接速 度；采用合适的焊接工艺对4道角焊缝依次进行焊接。
[0035] 下面结合实施例及附图对本发明进行详细说明，但本发明的保护范围不限于下述 的实施例。
[0036] 实施例1 :
[0037] 本实例中H型钢板厚度为16mm，母材材质为Q235B，采用的焊丝为H08A，焊丝直径 5mm，焊剂为SJlOl，要求全恪透免清根焊接。
[0038] 请参阅图1，采用本发明所述方法包括以下步骤：
[0039] 焊前准备：
[0040] 1)将腹板2开K型对称坡口，坡口角度为70°，钝边3为14mm;
[0041] 2)去除坡口表面及焊缝附近的氧化皮、铁锈和油污，打磨光滑；
[0042] 3)组对，控制组对间隙为0. 5mm，同时保证焊丝5轴线对准间隙中心，焊丝5轴线 垂直于水平面，并对腹板2和翼板1进行点焊；
[0043] 4)对定位焊处进行打磨处理，以不影响焊丝5通过为参考基准；
[0044] 5)将H型钢放置在H型钢焊接胎具6上，结合参阅图3,使得腹板2的放置位置与 水平面的夹角为35°。
[0045] 焊接：
[0046] 7)所述焊枪5焊接H型钢正面的焊缝7、焊缝9及对角面的焊缝8、焊缝10,焊接 增加脉冲电流功能，对该脉冲电流功能的可调参数进行合理匹配使用，H型钢正面及对角 面的焊接参数为：电流基值400A，电流峰值1000A，脉冲占空比60%，脉冲频率I. 5Hz，电压 31. 5V，焊接速度 400mm/min。
[0047] 8)结合参阅图2,所述焊枪5先焊正面焊缝7,然后翻转H型钢焊接对角面的焊缝 8,之后依焊缝9、焊缝10的顺序进行焊接，即在腹板2两侧按对角线交错顺序依次进行埋弧 焊焊接，各道焊缝焊接工艺相同，焊接工艺参数见表1。
[0048] 表1焊接工艺参数
【主权项】
1. 一种H型钢免清根埋弧焊方法，用于对腹板与两边的翼板的焊接，包括将腹板开坡 口的步骤、去除坡口表面及焊缝附近的氧化皮、铁锈和油污的步骤、组对及控制组对间隙并 对腹板和翼板进行点焊的步骤、定位焊处理的步骤、将H型钢放置在H型钢焊接胎具上的 步骤以及焊接步骤，其特征在于：所述的将腹板开坡口的步骤中，将14_及以上厚度的腹 板开K型坡口，该腹板的钝边大于等于12mm，坡口角度为70±2° ;所述的焊接步骤中，增 加脉冲电流功能，该脉冲电流功能的合理匹配使用的可调参数包括：电流基值350-400A， 电流峰值800-1000A，脉冲占空比60?70%，脉冲频率1-1. 5Hz，电压30?35V，焊接速度 380-410mm/min，焊缝的焊接次序为：在腹板两侧先焊正面，然后翻转H型钢焊接对角面，按 对角线交错顺序依次进行埋弧焊焊接。
2. 如权利要求1所述的H型钢免清根埋弧焊方法，其特征在于：所述的组对及控制组 对间隙并对腹板和翼板进行点焊的步骤中，组对间隙为〇?1_，点焊时焊丝轴线对准间隙 中心，焊丝轴线垂直于水平面。
3. 如权利要求1所述的H型钢免清根埋弧焊方法，其特征在于：所述的将H型钢放置 在H型钢焊接胎具上的步骤中，所述的腹板的放置位置与水平面的夹角为25-45°。
【专利摘要】一种H型钢免清根埋弧焊方法，包括将腹板开坡口步骤、去除坡口表面及焊缝附近的氧化皮、铁锈和油污步骤、组对及控制组对间隙并对腹板和翼板进行点焊步骤、定位焊处理步骤、将H型钢放置在H型钢焊接胎具上步骤以及焊接步骤，所述将腹板开坡口的步骤中，将14mm及以上厚度的腹板开K型坡口，该腹板的钝边大于等于12mm，坡口角度为70±2°；所述焊接步骤中，增加脉冲电流功能，其合理匹配使用的可调参数包括：电流基值350-400A，电流峰值800-1000A，脉冲占空比60～70％，脉冲频率1-1.5Hz，电压30～35V，焊接速度380-410mm/min，焊缝的焊接次序为：在腹板两侧先正面后翻转对角面，按对角线交错顺序依次进行埋弧焊焊接。本发明增加了焊缝熔深，改善了焊缝质量，免除了碳弧气刨清根工序，具有成本低、适用性好、焊接效率高的优点。
【IPC分类】B23K9-18, B23K9-235, B23K9-025, B23K33-00
【公开号】CN104526135
【申请号】CN201410667929
【发明人】周方明, 吴兴祥, 王伟建, 陆炜
【申请人】上海沪临重工有限公司, 沪东重机有限公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年11月20日