專利名稱：型材對接焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及焊接技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于厚度超過20mm的型材的對接焊接方法。
背景技術(shù)：
圖1是現(xiàn)有技術(shù)的型材對接焊接方法焊接形成的焊縫分布示意圖。請參照圖1，現(xiàn)有技術(shù)中，對于厚度超過20mm的鋁合金型材對接焊接時，采用的焊接方法如下將型材的焊接面朝上設(shè)置，清理型材表面及坡口區(qū)域的油污，同時，打磨焊縫坡口區(qū)域，去除坡口區(qū)域的油污；在焊接面上先焊接完成三道初焊焊縫101 ；將型材翻轉(zhuǎn)，使焊接面朝下，在型材的焊接面的反面進(jìn)行焊縫根部清理(清根)， 并經(jīng)滲透檢測(PT)，合格后，焊接一道封底焊縫102 ；對已完成的焊縫進(jìn)行射線檢測(RT)，合格后，焊接四道中間焊縫103 ；翻轉(zhuǎn)型材，使焊接面朝上，在焊接面上焊接完成兩道正面焊縫104 ；再次翻轉(zhuǎn)型材，在焊接面的反面上焊接完成三道反面焊縫105。從上述可知，現(xiàn)有技術(shù)這種焊接方法，需要在對接的型材之間焊接7層13道焊縫， 由于對焊接焊縫的焊絲指向具體操作沒有要求，僅是憑具有資質(zhì)的焊工來自主焊接，因此， 進(jìn)行多層多道焊接時，易產(chǎn)生層間未熔合等焊接缺陷，射線檢測(RT) —次通過率較低，很難保證焊縫質(zhì)量，且焊縫道數(shù)較多，使得效率較低，焊接消耗量也較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種型材對接焊接方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，實現(xiàn)高質(zhì)量、高效率的完成厚度在20mm以上的型材的焊接。本發(fā)明提供一種型材對接焊接方法，包括步驟1、將兩待焊型材分別放置在支撐工裝上，使兩個所述焊接型材上的坡口對接形成開口朝上的上坡口和開口朝下的下坡口，清理所述型材的表面及坡口 ；步驟2、在所述上坡口的底部打底焊接第一道焊縫；步驟3、保持焊絲指向與所述坡口的縱向?qū)ΨQ面成-14° -16°角、且在所述第一道焊縫的表面與所述上坡口的一側(cè)側(cè)面之間焊接第二道焊縫；步驟4、打磨所述第一道焊縫的表面，并保持焊絲指向與所述坡口的縱向?qū)ΨQ面成 14° 16°角、且在所述第一道焊縫、第二道焊縫及所述上坡口的另一側(cè)側(cè)面之間焊接第
三道焊縫；步驟5、翻轉(zhuǎn)所述型材使所述下坡口朝上，并經(jīng)滲透檢測合格后，保持焊絲指向與所述坡口的縱向?qū)ΨQ面成2° 4°角、在所述下坡口的底部焊接第四道焊縫；步驟6、保持焊絲指向與所述坡口的縱向?qū)ΨQ面成2° 4°角、且在所述第四道焊縫的表面焊接第五道焊縫，所述第五道焊縫覆蓋在所述第四道焊縫表面；
步驟7、保持焊絲指向與所述坡口的縱向?qū)ΨQ面成-14° -16°角、且在所述第五道焊縫的表面與所述下坡口的一側(cè)側(cè)面之間焊接第六道焊縫；步驟8、保持焊絲指向與所述坡口的縱向?qū)ΨQ面成2° 4°角、且在所述第六道焊縫的表面與所述下坡口的另一側(cè)側(cè)面之間焊接第七道焊縫；步驟9、保持焊絲指向與所述坡口的縱向?qū)ΨQ面成-14° -16°角、且在所述第七道焊縫的表面與所述下坡口的一側(cè)側(cè)面之間焊接第八道焊縫；步驟10、保持焊絲指向與所述坡口的縱向?qū)ΨQ面成14° 16°角、且在所述第七道焊縫的表面與所述下坡口的一側(cè)側(cè)面之間焊接第九道焊縫，并使所述第八道焊縫與所述第九道焊縫之間留有間隙；步驟11、打磨所述第八道焊縫、第九道焊縫，保持焊絲沿垂向設(shè)置、在所述第八道焊縫和第九道焊縫之間焊接第十道焊縫，并進(jìn)行射線檢測。本發(fā)明提供的型材對接焊接方法，通過對焊縫順序及焊接每道焊縫時焊絲指向的具體設(shè)計，保證了焊接質(zhì)量，從而提高了焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性；且減少了焊縫的道數(shù)及填充金屬的層數(shù)，使整個焊接操作過程得到了簡化，此外，也提高了焊接效率。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的型材對接焊接方法焊接形成的焊縫結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明型材對接焊接方法實施例的流程圖。圖3是本發(fā)明型材對接焊接方法實施例在焊接過程中第一道焊縫完成及第二道焊縫焊絲指向示意圖。圖4是本發(fā)明型材對接焊接方法實施例在焊接過程中第二道焊縫完成后的焊縫結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是圖4中的焊縫結(jié)構(gòu)經(jīng)打磨后的示意圖。圖6是本發(fā)明型材對接焊接方法實施例在焊接過程中第三道焊縫完成后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是本發(fā)明型材對接焊接方法實施例在焊接過程中第四道焊縫完成及第五道焊縫焊絲指向示意圖。圖8是本發(fā)明型材對接焊接方法實施例在焊接過程中第五道焊縫完成及第六道焊縫焊絲指向示意圖。圖9是本發(fā)明型材對接焊接方法實施例在焊接過程中第六道焊縫完成及第七道焊縫焊絲指向示意圖。圖10是本發(fā)明型材對接焊接方法實施例在焊接過程中第七道焊縫完成及第八道焊縫焊絲指向示意圖。圖11是本發(fā)明型材對接焊接方法實施例在焊接過程中第八道焊縫完成及第九道焊縫焊絲指向示意圖。 圖12是本發(fā)明型材對接焊接方法實施例在焊接過程中第九道焊縫完成后的焊縫結(jié)構(gòu)示意圖。圖13是圖12的焊縫結(jié)構(gòu)經(jīng)打磨后的示意圖。圖14是本發(fā)明型材對接焊接方法實施例在焊接完成后的焊縫結(jié)構(gòu)示意圖。
圖15是本發(fā)明型材對接焊接方法實施例在點固焊接前型材的組裝形式示意圖。附圖標(biāo)記101-初焊焊縫； 102-封底焊縫； 103-中間焊縫；104-正面焊縫； 105-反面焊縫； 301-上坡口；302-下坡口 ；R-焊絲指向；K-坡口的縱向?qū)ΨQ面；201 210-第一道焊縫 5-支撐工裝；51-墊塊； 第十道焊縫；52-壓塊；401 411-步驟； 53-夾具。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例進(jìn)一步說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案。本發(fā)明中所說的“坡口的縱向?qū)ΨQ面”是指，當(dāng)兩待焊接型材上的坡口對接后，穿過兩型材的坡口的對接線且垂直于水平面的平面；本發(fā)明中角度值前的正、負(fù)號是用于區(qū)分焊絲的伸出方向，即可將焊絲的伸出方向(焊絲指向)位于坡口的縱向?qū)ΨQ面的一側(cè)定義為負(fù)(如圖3所示)，則焊絲的伸出方向位于坡口的縱向?qū)ΨQ面的另一側(cè)則為正；在本發(fā)明中，可將當(dāng)焊絲朝坡口的縱向?qū)ΨQ面的法線方向F的一側(cè)伸出時定為為“負(fù)”。圖2是本發(fā)明型材對接焊接方法實施例的流程圖。請參照圖2 圖14，本實施例中以焊接24mm厚的鋁合金板為例進(jìn)行說明，具體可采用熔化極惰性氣體保護(hù)焊的方式，其中，焊接用焊絲可以選用成分為AlMg4. 5Mn&、直徑為1. 6mm的焊絲。本實施例提供一種型材對接焊接方法，包括步驟401、將兩待焊型材分別放置在支撐工裝上，使兩個所述焊接型材上的坡口對接形成開口朝上的上坡口 301和開口朝下的下坡口 302，清理所述型材的表面及坡口區(qū)域； 具體可將兩型材分別放置在支撐工裝5 (如圖15所示)的水平頂面上，并調(diào)節(jié)兩型材的相對位置，使兩個型材的坡口對接，一般對接焊接時坡口對接后的形狀可分為位于上半段的開口向上的“V”字形和位于下半段的開口朝下的“V”字形，以在焊接時對型材的正、反面進(jìn)行填充金屬；然后，清理型材表面的油污及氧化膜，直至露出金屬光澤。步驟402、在上坡口 301的底部打底焊接第一道焊縫201 ；在焊接完畢后，可打磨焊縫以去除焊接過程形成的黑色氧化物，以及進(jìn)行清理。步驟403、保持焊絲指向R與所述坡口的縱向?qū)ΨQ面K成-14° -16°角，且在第一道焊縫201的表面與上坡口 301的一側(cè)側(cè)面之間焊接第二道焊縫202 ；同樣，在完成第二道焊縫202后，可打磨焊縫以去除焊接過程形成的黑色氧化物，以及進(jìn)行清理。步驟404、打磨第一道焊縫201的表面，并保持焊絲指向R與所述坡口的縱向?qū)ΨQ面K成14° 16°角、且在第一道焊縫201、第二道焊縫202及上坡口 301的另一側(cè)側(cè)面之間焊接第三道焊縫203。步驟405、翻轉(zhuǎn)所述型材使下坡口 302朝上，并經(jīng)滲透檢測合格后，保持焊絲指向R 與所述坡口的縱向?qū)ΨQ面K成2° 4°角、在下坡口 302的底部焊接第四道焊縫204。步驟406、保持焊絲指向R與所述坡口的縱向?qū)ΨQ面K成2° 4°角、且在第四道焊縫204的表面焊接第五道焊縫205，第五道焊縫205覆蓋在第四道焊縫204表面。
步驟407、保持焊絲指向R與所述坡口的縱向?qū)ΨQ面K成-14° -16°角、且在第五道焊縫205的表面與下坡口 302的一側(cè)側(cè)面之間焊接第六道焊縫206。步驟408、保持焊絲指向R與所述坡口的縱向?qū)ΨQ面K成2° 4°角、且在第六道焊縫206的表面與下坡口的另一側(cè)側(cè)面之間焊接第七道焊縫207。

步驟409、保持焊絲指向R與所述坡口的縱向?qū)ΨQ面K成-14° -16°角、且在第七道焊縫207的表面與下坡口 302的一側(cè)側(cè)面之間焊接第八道焊縫208。步驟410、保持焊絲指向R與所述坡口的縱向?qū)ΨQ面K成14° 16°角、且在第七道焊縫207的表面與下坡口 302的一側(cè)側(cè)面之間焊接第九道焊縫209，并使第九道焊縫209 與第八道焊縫208之間留有間隙。步驟411、打磨所述第八道焊縫208、第九道焊縫209，保持焊絲沿垂向設(shè)置、在第八道焊縫208和第九道焊縫209之間焊接第十道焊縫210，并進(jìn)行射線檢測。具體地，可以通過風(fēng)動工具對第八道焊縫208和第九道焊縫209進(jìn)行打磨，以形成另一個小坡口來焊接最后用于蓋面的第十道焊縫210，避免第八道焊縫208和第九道焊縫209之間的間隙太小而造成第十道焊縫210的焊接未熔合或形成氣孔等缺陷，保證了焊接質(zhì)量。在上述步驟405至步驟411的過程中，即在焊接第四道焊縫至第十道焊縫之間，每焊完一道焊縫都可進(jìn)行焊縫表面的黑色氧化物打磨以及清理，以避免出現(xiàn)夾雜缺陷，影響焊接質(zhì)量。且上述每道焊縫在進(jìn)行焊接前，都須將焊縫預(yù)熱到在90 100°C左右，以避免產(chǎn)生焊接未熔合、氣孔等缺陷。從上述可知，采用本實施例的型材對接焊接方法焊接24mm厚的鋁合金板時，用于對每道焊縫在焊接時的焊絲指向角度及焊縫的設(shè)計的要求，只需焊接6層10道焊縫，便可完成兩型材的對接焊接，不僅保證了焊接質(zhì)量、提高了焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性，且與現(xiàn)有技術(shù)的 7層13道焊縫相比，整個操作過程得到了簡化，此外，與現(xiàn)有技術(shù)相比，還省去了一次射線檢測，即節(jié)約了近兩個小時的時間，從而也減少了整個焊接過程所用的時間、提高了焊接效率。進(jìn)一步地，所述步驟202之前還包括首先，將所述型材開坡口的一端向上傾斜設(shè)置，并利用夾具53固定；具體地，可按照如圖15所示的方式固定待焊型材，通過在型材下方設(shè)置墊塊51使型材上開設(shè)坡口的一端向上傾斜，對于本實施例中24mm厚的鋁合金板可將傾斜量設(shè)定為12mm，即垂向反變形量 h為12mm ；并可在夾具53的壓頭下設(shè)置壓塊52，然后使夾具53的壓頭下壓便可將型材固定。然后，通過點固焊接方式預(yù)固定所述型材。最后，翻轉(zhuǎn)所述型材并將所述型材預(yù)熱至120°C。在開始焊接前將型材預(yù)熱至該溫度，可有效防止焊接裂紋、氣孔、未熔合產(chǎn)生，進(jìn)一步提高焊接質(zhì)量。更進(jìn)一步地，所述步驟205具體為翻轉(zhuǎn)所述型材使所述下坡口朝上后，清除所述點固焊接時形成的熔覆金屬并打磨，待溫度降至50°C以下進(jìn)行所述滲透檢測；將所述型材上對應(yīng)坡口的起始端和末端的位置分別預(yù)熱至120°C和100°C，調(diào)整焊槍使焊絲指向R與所述坡口的縱向?qū)ΨQ面K成2° 4°角并保持該角度，在所述下坡口的底部焊接第四道焊縫，即等溫度冷卻且對已完成的焊縫清理完畢后再進(jìn)行滲透檢測，已得到最可靠的檢測結(jié)果；而 當(dāng)需要開始焊接第四道焊縫204時，再次對型材進(jìn)行預(yù)熱，以保證后續(xù)焊接的焊縫質(zhì)量。在本發(fā)明另一實施例中，所述步驟202 步驟211中的焊接操作由焊接機器人完成。具體可以采用焊接厚度在20mm以下的薄板所使用的單臂焊接機器人，可通過在焊接機器人的控制臺來調(diào)整各焊接參數(shù)，從而準(zhǔn)確、方便、快速地調(diào)整焊絲的角度，以及控制焊接溫度，進(jìn)一步提高焊接后的焊縫質(zhì)量；且由于焊接機器人的焊接速度快，可以更加顯著地提高焊接效率。本發(fā)明的型材對接焊接方法，可以對厚度在20mm以上的型材進(jìn)行高質(zhì)、高效的焊接，并且，可以利用焊接機器人來按照本方法來完成焊接操作，克服了現(xiàn)有技術(shù)中，厚度在 20mm以上的型材必須采用手工焊接方式的技術(shù)偏見，可以保證焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性，提高焊接效率。最后應(yīng)說明的是以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種型材對接焊接方法，其特征在于，包括步驟1、將兩待焊型材分別放置在支撐工裝上，使兩個所述焊接型材上的坡口對接形成開口朝上的上坡口和開口朝下的下坡口，清理所述型材的表面及坡口 ； 步驟2、在所述上坡口的底部打底焊接第一道焊縫；步驟3、保持焊絲指向與所述坡口的縱向?qū)ΨQ面成-14° -16°角、且在所述第一道焊縫的表面與所述上坡口的一側(cè)側(cè)面之間焊接第二道焊縫；步驟4、打磨所述第一道焊縫的表面，并保持焊絲指向與所述坡口的縱向?qū)ΨQ面成 14° 16°角、且在所述第一道焊縫、第二道焊縫及所述上坡口的另一側(cè)側(cè)面之間焊接第三道焊縫；步驟5、翻轉(zhuǎn)所述型材使所述下坡口朝上，并經(jīng)滲透檢測合格后，保持焊絲指向與所述坡口的縱向?qū)ΨQ面成2° 4°角、在所述下坡口的底部焊接第四道焊縫；步驟6、保持焊絲指向與所述坡口的縱向?qū)ΨQ面成2° 4°角、且在所述第四道焊縫的表面焊接第五道焊縫，所述第五道焊縫覆蓋在所述第四道焊縫表面；步驟7、保持焊絲指向與所述坡口的縱向?qū)ΨQ面成-14° -16°角、且在所述第五道焊縫的表面與所述下坡口的一側(cè)側(cè)面之間焊接第六道焊縫；步驟8、保持焊絲指向與所述坡口的縱向?qū)ΨQ面成2° 4°角、且在所述第六道焊縫的表面與所述下坡口的另一側(cè)側(cè)面之間焊接第七道焊縫；步驟9、保持焊絲指向與所述坡口的縱向?qū)ΨQ面成-14° -16°角、且在所述第七道焊縫的表面與所述下坡口的一側(cè)側(cè)面之間焊接第八道焊縫；步驟10、保持焊絲指向與所述坡口的縱向?qū)ΨQ面成14° 16°角、且在所述第七道焊縫的表面與所述下坡口的一側(cè)側(cè)面之間焊接第九道焊縫，并使所述第九道焊縫與所述第八道焊縫之間留有間隙；步驟11、打磨所述第八道焊縫、第九道焊縫，保持焊絲沿垂向設(shè)置、在所述第八道焊縫和第九道焊縫之間焊接第十道焊縫，并進(jìn)行射線檢測。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的型材對接焊接方法，其特征在于，所述步驟2之前還包括 將所述型材開坡口的一端向上傾斜設(shè)置，并利用夾具固定；通過點固焊接方式預(yù)固定所述型材； 翻轉(zhuǎn)所述型材并將所述型材預(yù)熱至120°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的型材對接焊接方法，其特征在于，所述步驟5具體為翻轉(zhuǎn)所述型材使所述下坡口朝上后，清除所述點固焊接時形成的熔覆金屬并打磨，待溫度降至50°C以下進(jìn)行所述滲透檢測；將所述型材上對應(yīng)坡口的起始端和末端的位置分別預(yù)熱至120°C和100°C，調(diào)整焊槍使焊絲指向與所述坡口的縱向?qū)ΨQ面成2° 4°角并保持該角度、在所述下坡口的底部焊接第四道焊縫。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的型材對接焊接方法，其特征在于，所述步驟2 步驟 11中的焊接操作由焊接機器人完成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的型材對接焊接方法，其特征在于，所述型材的厚度大于 20mm。
全文摘要
本發(fā)明提供一種型材對接焊接方法。包括放置型材后打底焊接的第一道焊縫；使焊絲指向與坡口的縱向?qū)ΨQ面分別成-14°～-16°和14°～16°焊接第二道和第三道焊縫；翻轉(zhuǎn)后使焊絲指向與坡口的縱向?qū)ΨQ面成2°～4°焊接第四道焊縫和第五道焊縫；使焊絲指向與坡口的縱向?qū)ΨQ面成-14°～-16°焊接第六道焊縫；使焊絲指向與坡口的縱向?qū)ΨQ面成2°～4°焊接第七道焊縫；使焊絲指向與坡口的縱向?qū)ΨQ面分別成-14°～-16°和14°～16°焊接第八道和第九道焊縫；在第八道和第九道焊縫之間焊接第十道焊縫。本發(fā)明提供的型材對接焊接方法，保證了焊接質(zhì)量，提高了焊接效率。
文檔編號B23K9/173GK102380693SQ20111032820
公開日2012年3月21日 申請日期2011年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月25日
發(fā)明者何小勃, 侯振國, 張寶華, 張艷輝, 王立夫, 王金金 申請人:唐山軌道客車有限責(zé)任公司