H型钢双丝埋弧焊不清根全熔透焊接工艺

作者:张建平;滕氄;阙子雄; 刊名:电焊机 上传者:宋连冬

【摘要】采用门式双丝埋弧焊机,焊丝直径φ4.8 mm,焊接位置为船行焊,进行腹板板厚为20 mm的H型钢主体组合焊缝焊接工艺试验。分析试验结果,并借助建立T型接头焊接数学模型,合理调节焊接角度、焊丝偏心距离与焊缝熔合区位置之间的相互关系,并按数学模型设置焊接角度和焊丝位置,使腹板板厚为20 mm的H型钢在不开坡口的情况下,H型钢组合焊缝达到全熔透要求,UT探伤合格。并对试件进行机械性能取样,其焊接接头的冲击性能、硬度符合相关规范要求,同时进行宏观及微观金相分析,金相组织良好。

全文阅读

江绍兴312030)0前言H型钢具有质量轻、刚度好、质量优、外观美、施工方便、施工速度快等优点,被广泛应用于建筑钢结构。近些年,随着厚板在建筑钢结构的应用,为提高效率,双丝、三丝及多丝门式埋弧焊机已逐渐应用于生产中[1]。随着焊接设备的更新,焊接工艺也需进行相应的试验研究。根据相关规范要求[2],在建筑钢结构中表2试验结果组别12是否熔透未熔透熔透焊缝外观轻微角变形,外观成形良好角变形严重,余高不均匀,咬边严重表1焊接工艺参数组别12道次前丝后丝前丝后丝焊接方法SAWSAW焊丝牌号CHW-S3CHW-S3焊丝型号H10Mn2H10Mn2直径φ/mm4.84.8焊剂牌号SJ101SJ101电流I/A1 000~1 050820~8601 250~1 300850~900电压U/V32~3435~3733~3637~40速度v/mm·min-155~6052~57桁架、钢柱节点区域(梁柱连接)往往是结构设计的重要部位,其H型钢组立焊缝为全熔透要求。为了减少工序、降本成效,在多丝门式埋弧焊机上实现中厚板H型钢焊接反面不清根,达到全熔透工艺尤为重要。本研究采用门式双丝埋弧焊机,分析焊接角度、焊丝偏心距离与焊缝熔合区位置之间的相互关系,改变焊接角度和调整焊丝位置,使腹板板厚为20 mm的H型钢主体焊缝达到了全熔透要求。1模型建立1.1全熔透焊接的可行性分析1.1.1初步试验首先进行H型钢门式双丝埋弧焊试验。焊接H型钢试件钢板材质为Q345B,规格BH500×350×20×30,长度1 800 mm。试验分成2组,第2组的焊接电流、电压参数较第1组有所增大,焊接工艺参数及试验结果如表1、表2所示,焊缝宏观图片如图1、图2所示。初步试验表明:当其他条件不变时,增加焊接电流、电压来增加熔深、熔宽能够达到焊缝全熔透的目的。但从第2组试件可知(见图2),焊缝外观成形差,存在咬边等缺陷,过大的热输入使H型钢角变形增加,机械矫正会增加焊缝出现裂纹的风险[3]。另外,增加电流、电压容易造成HAZ晶粒粗大而影响焊缝的综合性能[4]。同时,焊机负载过大,不适合长时间运行,故在实际生产过程中,单纯的通过增加电流、电压来达到焊缝全熔透的目的是不适宜的。1.1.2 T型接头模型建立及分析根据第1组试件的宏观照片进行分析,如图3所示。图3宏观分析T型接头单侧熔深达到腹板板厚的1/2,熔深最深位置位于翼板,且达到了熔合。可以通过改变H型钢焊接角度、焊丝位置的方式使焊缝根部熔合区上移,从而达到焊缝全熔透的目的。初步建立数学模型,如图4所示。由图4可知,图1第1组焊缝宏观图片图2第2组焊缝宏观图片通过改变H型钢焊接角度、焊丝前丝偏心的方式都可使焊缝根部熔合区上移。图4第1组试件T型接头数学模型1.2 H型钢焊接角度的确定T型接头的前丝焊接数学模型如图5所示。根据图5并结合实际情况,r为固定值,h与电流大小成正比,根据he=h-r,将he等效电流大小,确定电流he和焊接角度α之间的关系(见图6)hz=he·sinα即在焊接电流不变的情况下,可以通过增大H型钢的焊接角度α来增加焊缝板厚方向的熔深,即在其他焊接参数不变的情况下,H型钢焊接角度越大,焊缝熔深越深。α—H型钢焊接角度;h—电弧长度;he—母材熔深;hz—板厚方向熔深;r—焊丝与母材间距;t—H型钢腹板板厚图5 T型接头的前丝焊接数学模型但在实际操作过程中,H型钢无法在焊接胎架上随意增大焊接角度,受门式埋弧焊机焊枪架滚轮的限制,H型钢的最大焊接角度α约为55°。1.3前丝偏心距离的确定在H型钢焊接角度为α的条件下,当焊丝电弧中心线过焊

参考文献

引证文献

问答

我要提问