技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及焊接技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種橫焊縫一次焊接成形水冷強(qiáng)制成形模塊。

背景技術(shù)：

大型鋼結(jié)構(gòu)橫焊縫的焊接，長(zhǎng)期以來(lái)一直采用手工電弧焊、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊或埋弧自動(dòng)焊；這三種焊接方法都是靠多層多道焊接來(lái)完成橫焊縫的焊接，費(fèi)工費(fèi)時(shí)效率低，焊接質(zhì)量難以掌控，工人勞動(dòng)強(qiáng)度也大。

由于自然條件和工作環(huán)境的限制，橫焊縫在水平方向上實(shí)現(xiàn)一次成形焊接是極其艱難的。因此，到目前為止，世界上還沒(méi)有開(kāi)發(fā)出橫焊縫一次焊接成形的焊接技術(shù)和設(shè)備。大型鋼結(jié)構(gòu)施工企業(yè)急切盼望氣電橫焊技術(shù)和設(shè)備早日問(wèn)世。要實(shí)現(xiàn)橫焊縫一次焊接成形的焊接技術(shù)，除了與橫焊縫坡口形式和尺寸相關(guān)之外，關(guān)鍵技術(shù)如何實(shí)現(xiàn)形成焊接熔池，如何限制焊接熔池鐵水的流淌和在焊接過(guò)程中如何使熔池鐵水冷凝成形，而要突破此項(xiàng)技術(shù)，一次成形焊接模塊就是關(guān)鍵部件。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種橫焊縫一次焊接成形水冷強(qiáng)制成形模塊。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：一種橫焊縫一次焊接成形水冷強(qiáng)制成形模塊，包括熔池區(qū)和成型區(qū)；

所述的熔池區(qū)包括塊體、保護(hù)氣管、焊接缺口、第二上接觸面、坡口楔塊、熔池側(cè)壁和熔池凹槽；塊體正面一側(cè)由上至下為第二上接觸面和坡口楔塊，二者側(cè)面共同構(gòu)成熔池側(cè)壁；第二上接觸面旁設(shè)有焊接缺口，圓形進(jìn)氣口置于焊接缺口內(nèi)側(cè)面與塊體背面的保護(hù)氣管相接；焊接缺口下側(cè)為熔池凹槽；

所述的成型區(qū)包括下接觸面、第一上接觸面、成型凹槽、入水管和出水管；第一上接觸面與第二上接觸面水平設(shè)置，與下接觸面平行設(shè)置；第一上接觸面和下接觸面之間設(shè)置為成型凹槽；成型區(qū)背面設(shè)有入水管和出水管。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案：塊體背面靠下方內(nèi)部設(shè)置有冷卻水通道，該通道與外部入水管和出水口相連，模塊依靠冷卻水通道對(duì)模塊和焊縫進(jìn)行冷卻；塊體背面還設(shè)有“工”字型溝槽，外部裝置通過(guò)此溝槽向模塊施加壓力使之工作面緊貼鋼板坡口，同時(shí)也使模塊沿著焊縫向焊接方向作水平移動(dòng)。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案：模塊整體采用純紫銅材質(zhì)，模塊主體呈長(zhǎng)方體；坡口楔塊呈三角形。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案：本發(fā)明配備有焊槍，槍口距離待焊鋼板上表面30毫米，使焊絲從焊槍的槍口伸出25毫米長(zhǎng)，焊絲的前端頭抵近待焊鋼板上表面的中間部位。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案：實(shí)際操作時(shí)保證送絲速度、熔池液位升降速度和模塊右向移動(dòng)速度處于一種動(dòng)態(tài)平衡，使焊接過(guò)程連續(xù)穩(wěn)定進(jìn)行。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案：保護(hù)氣管中通入的為CO₂氣體以保護(hù)焊接熔池。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案：上下待焊鋼板所形成的成型焊縫處呈60⁰角，設(shè)有起弧楔塊，配合使用有銅擋排；成形焊縫是焊接過(guò)后自然形成的焊縫。

本發(fā)明的有益效果：在大興鋼結(jié)構(gòu)焊接中實(shí)現(xiàn)橫焊縫一次焊接成型，省工省時(shí)，效率高，提高焊接質(zhì)量，人工勞動(dòng)強(qiáng)度??；本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，為大型鋼結(jié)構(gòu)施工企業(yè)提供技術(shù)支持。

附圖說(shuō)明

圖1所示為橫焊縫一次焊接成形水冷強(qiáng)制成形模塊正面結(jié)構(gòu)圖；

圖2所示為橫焊縫一次焊接成形水冷強(qiáng)制成形模塊背面結(jié)構(gòu)圖；

圖3所示為橫焊縫一次焊接成形水冷強(qiáng)制成形模塊焊接熔池剖面圖；

圖4所示為橫焊縫一次焊接成形水冷強(qiáng)制成形模塊焊接過(guò)程圖；

圖中：1塊體、2成型凹槽、3第一上接觸面、4下接觸面、5熔池凹槽、6熔池側(cè)壁、7坡口楔塊、8第二上接觸面、9焊接缺口、10進(jìn)氣口、11保護(hù)氣管、12出水管、13入水管、14溝槽、15通道、16焊槍、17上鋼板、18焊絲、19熔池鐵水、20紫銅擋排、21下鋼板、22起弧楔塊、23成形焊縫。

具體實(shí)施方式

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

如圖3和圖4，首先將塊體1的坡口楔塊7插入由被焊接鋼板組成的橫焊縫，并通過(guò)溝槽14將塊體1壓向鋼板并貼緊之，同時(shí)也將起弧用的起弧楔塊22壓在成型凹槽2下面；這樣，由塊體1焊接工作面上的各個(gè)部分與起弧楔塊22、上鋼板17、下鋼板21組成半封閉狀態(tài)的焊接熔池區(qū)域；

將焊槍16深入塊體1上缺口9的內(nèi)部，槍口距離下鋼板21上表面30毫米，使焊絲18從焊槍16的槍口伸出25毫米長(zhǎng)，焊絲18的前端頭抵近下鋼板21上表面的中間部位；

將CO₂氣體從保護(hù)氣管11接入，將冷卻水從入水口13接入，從出水口12導(dǎo)出；

再將紫銅擋排20安放在焊縫的背面，一方面協(xié)助焊縫背面成形，另一方面防止鐵水向焊縫背面流淌；

準(zhǔn)備就緒后，就可以起弧焊接，隨著電能輸入和焊絲18的高速填充，高溫熔化的鐵水在熔池區(qū)和成形區(qū)的燃燒、集聚，上鋼板17與下鋼板21處于熔池部分的母材隨之熔化形成熔池鐵水19；隨著熔池鐵水19逐漸填滿熔池區(qū)和成形區(qū)，模塊開(kāi)始沿著橫焊縫方向向右移動(dòng)，移動(dòng)的速度正好與焊絲18填滿熔池的速率相匹配。也就是在焊接過(guò)程中，隨著焊絲18填充焊縫和燃燒熔化，熔池液面也隨之上升，但隨著模塊的右移，焊縫空間也隨之?dāng)U展，鐵水又會(huì)流淌到擴(kuò)展的焊縫空間，致使熔池液位下降。協(xié)調(diào)好送絲速度、熔池液位升降速度和模塊右向移動(dòng)速度三者關(guān)系，使三者處于一種動(dòng)態(tài)平衡，就可以使焊接過(guò)程連續(xù)穩(wěn)定進(jìn)行。CO₂的介入是為了保護(hù)熔池液面不受空氣氧化。隨著冷卻水的對(duì)塊體1的冷卻作用，使處于成型凹槽2 的鐵水冷凝成形，成形焊縫23是焊接過(guò)后自然形成的焊縫。

最后所應(yīng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以補(bǔ)充闡釋本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。盡管參照實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的廣大技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者同等替換，都不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。