專利名稱：一種避免大型板材拼焊時出現(xiàn)終端裂縫的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及焊接，特別是涉及一種在大型板材悍接當中，避免在拼焊 尾端出現(xiàn)終端裂縫的方法。
背景技術：
隨著生產(chǎn)的發(fā)展，船舶的噸位越來越大，相對的板材也越來越長， 相應的板材厚度也有一定的增加，超長板拼接時，單面焊或雙面成型焊都 會產(chǎn)生一定的問題。裂縫問題由于板材長度的增加，問題越來越明顯。
當一些長板進行拼接時，發(fā)現(xiàn)在板材尾端1M左右范圍內(nèi)會產(chǎn)生裂縫，我 們稱之為終端裂縫。由于以前對接的板材相對短小，并且裝有一定功效 的息弧板，故不會產(chǎn)生終端裂縫。隨著板材的長度增加我們發(fā)現(xiàn)終端裂 縫的問題越來越嚴重。實踐中雖然也采用了安裝引熄弧板來降低出現(xiàn)終 端裂縫缺陷的幾率，但并沒有真正的從根本解決終端裂縫問題。
大尺寸板材的焊接主要應用在造船行業(yè)當中，無論是在國內(nèi)造船還 是在國外造船，隨著科技含量的提高和發(fā)展，船廠的造船能力的不斷提 高?？蛻粢蠼ㄔ斓拇暗膰嵨灰膊粩嘣龃?，分段也越做越大，板材不 斷的加長，出現(xiàn)終端裂縫的幾率大大增加。尤其在大尺寸板材拼接時所 產(chǎn)生的終端裂縫現(xiàn)象非常明顯，并且終端裂縫的尺寸也較大，修補工作 異常困難。由于板材拼接時鋼板的熱脹冷縮原理，在焊接到板材尾端時 不斷的產(chǎn)生向外擠力的增加使得焊縫末端產(chǎn)生終端裂縫，如圖l所示， 圖1是現(xiàn)有技術中拼板焊接時出現(xiàn)終端裂縫的原理示意圖。終端裂縫的 -出現(xiàn)嚴重影響了拼板的焊接質量。也有采用了在板材兩端加引熄弧板的 方法緩解了這一問題，但是尚未從根本上解決。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術中的無法避免終端裂縫的問 題，提供一種避免在拼焊尾端出現(xiàn)終端裂縫的方法。利用本發(fā)明的方法 從根本上解決終端裂縫產(chǎn)生，利用較小的成本投入取得大的經(jīng)濟效益，
并提高焊接的質量。
本發(fā)明的技術方案如下
① 在大型板材拼裝位置鋪設焊接軌道，在軌道設置一臺前焊接和一 臺后焊機，在焊縫位置的底部設有銅襯墊或陶瓷襯墊；
② 根據(jù)待焊接焊縫的長度來調(diào)整兩個焊機之間的距離，使得后焊機 處于焊接位置起始處，前焊機處于中間起弧處；
③ 根據(jù)焊縫設計工藝墊塊的形狀及尺寸大小，將該工藝墊塊放置于 中間起弧處；
利用兩個焊機進行焊接，并啟動焊機前進，直至前焊機至板材端 部，在后焊機至中間起弧處前，通過碳刨徹底清除工藝墊塊，利用后焊 機將清理后的焊縫填平，關閉焊機。
所述的工藝墊塊為錐狀梯形體，其高度和長度根據(jù)母材厚度而定， 角度根據(jù)焊接坡口的角度而改變，工藝墊塊與拼板板材具有相同的材質。
在拼板焊接時，將工藝墊塊放置在中間起弧處進行正確的定位且密 貼母材固定兩端安裝引熄弧板，并加裝反面襯墊。
起弧成功后即可正常焊接，中間起弧處未被熔透的部分工藝墊塊用 碳刨清除，再打磨清潔。
通過上述技術方案，本發(fā)明取得了如下技術效果-
現(xiàn)在我們發(fā)明的分段二處同時起弧焊法。例如一塊長度為17M的鋼 板，焊接時分為二處同時起弧焊接，在鋼板始端與約10M處同時進行焊 接，即改變?yōu)榍岸伍L于后段焊接。前端產(chǎn)生的向外擠力，即被約IOM處的 施焊冷卻收縮力抵消，而后處的焊接只有近7M，鋼板產(chǎn)生的外擠力相當 小，不參加前段焊接產(chǎn)生的外擠力的疊加，且后段施焊需時較短很快完
成焊接，再加至已有的熄弧板，故不會產(chǎn)生終端裂縫。
現(xiàn)在我們研究出的工藝墊塊，可以解決中間起弧難的問題。并且操 作方便，工藝簡單，制作成本低，投資費用低。
1、 減少因終端裂縫引起的等工、翻身碳刨、修補焊接、占用工作場地 等問題。
2、 要求焊接工人掌握碳刨技術，可以培訓原工作崗位人員使其具備碳 刨知識和技能。
3、 在同軌道上增加一個焊機的情況下效益可以比原來多70%到90%。
4、 提高拼板速度及焊接質量，加快生產(chǎn)速度。


圖1是現(xiàn)有技術中拼板焊接時出現(xiàn)終端裂縫的原理示意圖。 圖2是本發(fā)明一種避免大型板材拼焊時出現(xiàn)終端裂縫的方法的原理 示意圖。
圖3是發(fā)明一種避免大型板材拼焊時出現(xiàn)終端裂縫的方法的拼板剖 視圖。
圖4是本發(fā)明一種避免大型板材拼焊時出現(xiàn)終端裂縫的方法的工藝 墊塊的結構示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和具體的實施例來對本發(fā)明的一種避免大型板材拼焊 時出現(xiàn)終端裂縫的方法做進一步的詳細說明，不能以此來限制本發(fā)明的 保護范圍。
在船舶建造過程中，需進行大分段制造，而大分段的制造前提是大 面積板材的拼焊。本發(fā)明的方法就是為了解決在大型板材拼焊當中易于 出現(xiàn)終端裂縫的問題。針對終端裂縫出現(xiàn)的原理，我們提出了基于圖2所示的兩端焊縫焊接法，圖2是本發(fā)明一種避免大型板材拼焊時出現(xiàn)終 端裂縫的方法的原理示意圖。本發(fā)明的方法中涉及到如下要點
① 在大型板材拼裝位置鋪設焊接軌道,在軌道設置一臺前焊接和一 臺后焊機，在焊縫位置的底部設有銅襯墊或陶瓷襯墊，；
② 根據(jù)待焊接焊縫的長度來調(diào)整兩個焊機之間的距離，使得后焊機 處于焊接位置起始處，前焊機處于中間起弧處，具體實踐中將前端焊縫 的長度略大于后端焊縫的長度，例如一塊長度為17M的鋼板，焊接時分 為二處同時起弧焊接，在鋼板始端與約10M處同時進行焊接，即改變?yōu)榍?段長于后段焊接；
③ 根據(jù)焊縫設計工藝墊塊的形狀及尺寸大小，將該工藝墊塊放置在 中間起弧處，工藝墊塊的結構如圖4所示，圖4是本發(fā)明一種避免大型
板材拼焊時出現(xiàn)終端裂縫的方法的工藝墊塊的結構示意圖，由圖可知， 所述的工藝墊塊為錐狀梯形體，其高度和長度根據(jù)母材厚度而定，角度 根據(jù)焊接坡口的角度改變，工藝墊塊和拼板板材具有相同材質，拼板焊 接時，將工藝墊塊放置在中間起弧處進行正確的定位且密貼母材固定， 兩端安裝引熄弧板，達到前焊機引弧起焊時，反面的銅襯墊或陶瓷襯墊 不被引弧損壞的目的；
利用同軌道的前、后兩個焊機進行焊接，并啟動兩個焊機前進， 直至前焊機至板材端部，后焊頭至前焊縫起始端，關閉焊機；
⑤在后焊機前進約一米時，通過碳刨徹底清除工藝墊塊，起弧成功 后，中間起弧墊塊處未被熔透部分用碳刨清除，再打磨清潔，確保后焊 機在此處的正反面焊接成型。
上述碳刨工作要在后焊機未到達中間起弧處時，有足夠的時間來完 成，這樣就能利用后焊機將此處的缺口焊平。
在焊接過程中，兩個焊機均采用和被焊接材料相同的小鋼條，并選 用相同的材料來制作中間引弧用的工藝墊塊。
此工藝墊塊制作成長度約為100MM的錐狀梯形體，高度和長度可以根 據(jù)母材厚度而決定，角a的角度可以根據(jù)焊接坡口的角度改變，長度L 根據(jù)板厚可調(diào)整為100mm至150mm， HI高度基本與板厚同高，但最低不 小于20mm， H2為2 3mm不變，工藝墊塊的形狀如圖4所示。工藝墊塊 的材料為拼板板材的同種材質從而保證焊接的質量。拼板悍接前，將工 藝墊塊放置在中間起弧處，使其密貼母材固定兩端安裝引熄弧板，在反 面加裝陶瓷貼襯墊后，開始焊接，工藝墊塊放置在拼板中間后如圖3所 示，圖3是發(fā)明一種避免大型板材拼焊時出現(xiàn)終端裂縫的方法的拼板剖 視圖。由于起弧時電流大容易擊穿板材，導致出現(xiàn)過多的焊接缺陷，所 以工藝墊塊制作成鍥型，也即錐狀梯形體。起弧成功后即可正常焊接， 中間起弧焊接至一定長度后，將起弧用的工藝墊塊未被熔透的部分用碳 刨清除，然后再將剩余的工藝墊塊取出來，再打磨清潔(此段施焊相當 于修補焊，可根據(jù)現(xiàn)場情況決定施焊工藝，不影響成型)。等待前處焊接 的繼續(xù)來完成此處的收尾焊。為保證后處焊接不受碳刨工藝的影響，可 以用鐵皮制作一塊高300mm的檔板，防止碳刨出的殘渣影響進而焊接的 質量。
權利要求
1.一種避免大型板材拼焊時出現(xiàn)終端裂縫的方法，其特征在于，該方法在于①在大型板材拼裝位置鋪設焊接軌道，在軌道上設置一臺前焊接和一臺后焊機，在焊縫位置的底部設有銅襯墊或者陶瓷襯墊；②根據(jù)待焊接焊縫的長度來調(diào)整兩個焊機之間的距離，使得后焊機處于焊接位置起始處，前焊機處于中間起弧處；③根據(jù)焊縫設計工藝墊塊的形狀及尺寸大小，將該工藝墊塊放置于中間起弧處；④利用同軌道的前、后兩個焊機進行焊接，并啟動焊機前進，直至前焊機至板材端部，在后焊機至中間起弧處前，需要徹底清除剩余的工藝墊塊，利用后焊機將清理后的焊縫填平，關閉焊機。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種避免大型板材拼焊時出現(xiàn)終端裂縫的方 法，其特征在于，所述的工藝墊塊為錐狀梯形體，其高度和長度根據(jù)母 材厚度而定，角度根據(jù)焊接坡口的角度而改變，工藝墊塊與拼板板材具 有相同的材質。
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種避免大型板材拼焊時出現(xiàn)終端裂縫的方 法，其特征在于，拼板焊接時，將工藝墊塊放置在中間起弧處進行正確 的定位且密貼母材固定兩端安裝引熄弧板，并在反面加裝陶瓷襯墊。
4. 根據(jù)權利要求1所述的一種避免大型板材拼悍時出現(xiàn)終端裂縫的方 法，其特征在于，起弧成功后即可正常焊接，中間起弧處未被熔透的部 分工藝墊塊用碳刨工藝進行清除，再打磨清潔。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種避免大型板材拼焊時出現(xiàn)終端裂縫的方法，該方法在于①在大型板材拼裝位置鋪設焊接軌道，在軌道設置一臺前焊接和一臺后焊機，在焊縫位置的底部設置陶瓷襯墊；②根據(jù)待焊接焊縫的長度來調(diào)整兩個焊機之間的距離，使得后焊機處于焊接位置起始處，前焊機處于中間起弧處；③根據(jù)焊縫設計工藝墊塊的形狀及尺寸大小，將該工藝墊塊放置于中間起弧處；④利用兩個焊機進行焊接，并推動焊機前進，直至前焊機至板材端部，在后焊機至中間起弧處前，通過碳刨徹底清除工藝墊塊，利用后焊機將清理后的焊縫填平，關閉焊機。本發(fā)明具有操作方便，工藝簡單，制作成本低，投資費用低的優(yōu)點。
文檔編號B23K9/02GK101352775SQ20081004241
公開日2009年1月28日 申請日期2008年9月3日 優(yōu)先權日2008年9月3日
發(fā)明者亮 張, 董華富 申請人:滬東中華造船(集團)有限公司