專利名稱：一種薄鋼板的焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及船甲板中的薄鋼板的焊接方法。
背景技術(shù)：
薄板的焊接變形控制技術(shù)是焊接領(lǐng)域的技術(shù)難題之一，焊接變形與材料、焊接工 藝、焊接方法等因素有關(guān)。焊接變形的多樣性、焊接變形的多因素交互作用，導(dǎo)致了控制焊 接變形技術(shù)的復(fù)雜性和相互制約作用。如何防止和控制薄板焊接變形是一個(gè)世界性問題。 為解決這個(gè)問題各船廠都在不斷探索，但到目前為止都還沒有一套有效、完整的措施

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀提供一種能有效、完整地防止 薄板焊接變形的薄鋼板的焊接方法。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案為本薄鋼板的焊接方法，其特征在 于包括以下步驟
— .焊前準(zhǔn)備 1、板材在裝配前應(yīng)進(jìn)行矯平，使板面平整；
2、型材在裝配前應(yīng)進(jìn)行矯平； 3、板邊下料采用刨邊機(jī)進(jìn)行加工或采用等離子切割，以保證裝配間隙均勻；
4、弧焊拼板時(shí)，裝配間隙應(yīng)小于0. 5mm ;板邊的錯(cuò)邊e < 0. 15t，對(duì)局部間隙不均 勻有超差的應(yīng)采用打磨或鏟邊使之平整，不得采用氧_乙炔切割使之產(chǎn)生變形；其中的 t《8mm j 二.定位焊 1、焊前，對(duì)接焊縫兩側(cè)30mm范圍及坡口內(nèi)應(yīng)徹底清除油、水、銹雜物，角焊縫除車 間底漆外，必須做好雜物的清除； 2、位焊長度和間距均勻一致，對(duì)接焊縫定位焊長度為20mm，間距50mm，角焊縫定 位焊長度為30mm，間距為60mm ;板厚t《4mm且采用埋弧焊時(shí)，應(yīng)采用焊點(diǎn)直徑約為8_12、 間距為30mm密點(diǎn)定位法； 3、定位焊完成后的焊縫應(yīng)及時(shí)焊接，以避免坡口內(nèi)生銹、存水或產(chǎn)生污物；
三、焊接 1、在平臺(tái)上拼板焊接時(shí)，應(yīng)在焊縫的兩側(cè)壓上壓載鐵，在拼板的周邊采用小碼板
壓緊在平臺(tái)上，小碼板之間的間距為300mm ; 2、片體分段、立體分段在胎架上焊接時(shí)應(yīng)死胎； 3、手工焊條直徑最大不能超過。4. Omm，當(dāng)焊接板厚t《4mm的焊縫時(shí)使用。3. 2 以下的焊條； 4、焊接中的電流、電壓、速度的焊接參數(shù)應(yīng)在試板上調(diào)節(jié)好后方可施焊； 5、焊接時(shí)，對(duì)接焊縫的焊縫寬度和焊縫余高，對(duì)接縫寬度1.5-2.0t，余高為0-lmm， t為板的厚度； 6、焊接順序焊接時(shí)應(yīng)用由中間向前后左右方向進(jìn)行，圍繞中心采用跳焊法施焊， 不得集中在一個(gè)區(qū)域焊接，使熱量過于集中產(chǎn)生較大變形，同時(shí)必須采用雙數(shù)焊工對(duì)稱進(jìn) 行焊接； 7、剛性較弱或有開孔的結(jié)構(gòu)部位必須進(jìn)行臨時(shí)加強(qiáng)，其加強(qiáng)應(yīng)當(dāng)在其周圍的焊接 結(jié)束后冷卻至室溫以后方可拆除； 8、焊后對(duì)應(yīng)對(duì)接焊縫進(jìn)行錘擊消除應(yīng)力，但鐵錘不能直接錘擊焊縫應(yīng)墊有鐵板；
9、焊后出現(xiàn)變形應(yīng)及時(shí)矯正。 作為改進(jìn)，所述手工電弧焊或二氧化碳焊工藝參數(shù)為，a、角焊縫的裝配間隙應(yīng) 《2mm， b.焊條型號(hào)應(yīng)與所焊板材強(qiáng)度相匹配且經(jīng)船級(jí)別認(rèn)可的焊條，c、焊條直徑，當(dāng)板厚 t《5mm時(shí)，采用。3. 2mm當(dāng)板厚t > 5mm采用①4mm的焊條，d、定位焊焊縫形式，當(dāng)板厚 t《5mm時(shí)，采用焊點(diǎn)直徑6 8mm、間距30mm的密點(diǎn)焊法，當(dāng)板厚t > 5mm時(shí)，采用定位焊 長度30 50mm、間距200 250mm的短道定位法。 再改進(jìn)，所述框架分段組立焊工藝要求甲板為基面，反造設(shè)胎，根據(jù)薄板的板厚 設(shè)置胎架縱向、橫向模板間距，若板厚S《4mm，則縱、橫向模板間距為800mm，若板厚S = 5 6mm，則縱、橫向模板間距為1000mm，若板厚S > 7mm小于8mm，則縱、橫向模板間距為 1200 ;胎架模板寬度橫向模板為300mm，縱向橫板為200mm，厚度必須^ 10mm ;胎架支柱高 度不應(yīng)低于800mm。 再改進(jìn)，所述板厚t《4mm且采用埋弧焊時(shí)，應(yīng)采用焊點(diǎn)直徑約為8-12、間距為 30mm的密點(diǎn)定位法。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用焊前準(zhǔn)備、定位焊、焊接這三部分合理設(shè)計(jì)，使薄鋼 板的焊接具備完整的體系，從而能有地防止船甲板的薄鋼板焊接時(shí)的變形，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)周 期短，薄板焊接質(zhì)量好目標(biāo)。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
本實(shí)施例薄鋼板的焊接方法，包括以下步驟
— .焊前準(zhǔn)備 1、板材在裝配前應(yīng)進(jìn)行矯平，使板面平整；
2、型材在裝配前應(yīng)進(jìn)行矯平； 3、板邊下料采用刨邊機(jī)進(jìn)行加工或采用等離子切割，以保證裝配間隙均勻；
4、弧焊拼板時(shí)，裝配間隙應(yīng)小于0. 5mm ;板邊的錯(cuò)邊e < 0. 15t，對(duì)局部間隙不均 勻有超差的應(yīng)采用打磨或鏟邊使之平整，不得采用氧_乙炔切割使之產(chǎn)生變形；其中的 t《8mm j 二 .定位焊 1、焊前，對(duì)接焊縫兩側(cè)30mm范圍及坡口內(nèi)應(yīng)徹底清除油、水、銹雜物，角焊縫除車 間底漆外，必須做好雜物的清除； 2、位焊長度和間距均勻一致，對(duì)接焊縫定位焊長度為20mm，間距50mm，角焊縫定 位焊長度為30mm，間距為60mm ;板厚t《4mm且采用埋弧焊時(shí)，應(yīng)采用焊點(diǎn)直徑約為8_12、間距為30mm密點(diǎn)定位法； 3、定位焊完成后的焊縫應(yīng)及時(shí)焊接，以避免坡口內(nèi)生銹、存水或產(chǎn)生污物；
三、焊接 1、在平臺(tái)上拼板焊接時(shí)，應(yīng)在焊縫的兩側(cè)壓上壓載鐵，在拼板的周邊采用小碼板
壓緊在平臺(tái)上，小碼板之間的間距為300mm ; 2、片體分段、立體分段在胎架上焊接時(shí)應(yīng)死胎； 3、手工焊條直徑最大不能超過。4. Omm，當(dāng)焊接板厚t《4mm的焊縫時(shí)使用。3. 2 以下的焊條。在板厚t《4mm且采用埋弧焊時(shí)，應(yīng)采用焊點(diǎn)直徑約為8-12、間距為30mm的 密點(diǎn)定位法。 4、焊接中的電流、電壓、速度的焊接參數(shù)應(yīng)在試板上調(diào)節(jié)好后方可施焊； 5、焊接時(shí)，對(duì)接焊縫的焊縫寬度和焊縫余高，對(duì)接縫寬度1.5-2.0t，余高為
O-lmm， t為板的厚度； 6、焊接順序焊接時(shí)應(yīng)用由中間向前后左右方向進(jìn)行，圍繞中心采用跳焊法施焊， 不得集中在一個(gè)區(qū)域焊接，使熱量過于集中產(chǎn)生較大變形，同時(shí)必須采用雙數(shù)焊工對(duì)稱進(jìn) 行焊接； 7、剛性較弱或有開孔的結(jié)構(gòu)部位必須進(jìn)行臨時(shí)加強(qiáng)，其加強(qiáng)應(yīng)當(dāng)在其周圍的焊接 結(jié)束后冷卻至室溫以后方可拆除； 8、焊后對(duì)應(yīng)對(duì)接焊縫進(jìn)行錘擊消除應(yīng)力，但鐵錘不能直接錘擊焊縫應(yīng)墊有鐵板；
9、焊后出現(xiàn)變形應(yīng)及時(shí)矯正。 上述手工電弧焊或二氧化碳焊工藝參數(shù)為，a、角焊縫的裝配間隙應(yīng)《2mm， b.焊 條型號(hào)應(yīng)與所焊板材強(qiáng)度相匹配且經(jīng)船級(jí)別認(rèn)可的焊條，c、焊條直徑，當(dāng)板厚t《5mm時(shí)， 采用。3. 2mm當(dāng)板厚t > 5mm采用①4mm的焊條，d、定位焊焊縫形式，當(dāng)板厚t《5mm時(shí)， 采用焊點(diǎn)直徑6 8mm、間距30mm的密點(diǎn)焊法，當(dāng)板厚t > 5mm時(shí)，采用定位焊長度30 50mm、間距200 250mm的短道定位法。 上述框架分段組立焊工藝要求甲板為基面，反造設(shè)胎，根據(jù)薄板的板厚設(shè)置胎架 縱向、橫向模板間距，若板厚S《4mm，則縱、橫向模板間距為800mm，若板厚S = 5 6mm， 則縱、橫向模板間距為1000mm，若板厚S > 7mm小于8mm，則縱、橫向模板間距為1200 ;胎 架模板寬度橫向模板為300mm，縱向橫板為200mm，厚度必須^ 10mm ;胎架支柱高度不應(yīng)低 于800mm。
以下對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明 薄板船體焊接變形主要表現(xiàn)為一根根肋骨構(gòu)架印形于表的所謂〃 瘦馬現(xiàn)象〃 ； 在縱向呈較大面積高低不平的〃 波浪變形〃 ；在板格 范圍內(nèi)局部高低不平的〃 凹凸變形〃 ；由火工和敲打造成的〃 橘子皮 效應(yīng)〃 ，這些不同形式的焊后變形嚴(yán)重地影響了船體的外觀質(zhì)量。導(dǎo)致薄板焊接
變形的影響因素很多，目前對(duì)薄板焊接防變形技術(shù)主要側(cè)重于工藝技術(shù)的研究。 為了保證薄板(T《8mm)結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)量，減少薄板結(jié)構(gòu)的焊接變形對(duì)薄板的焊
接應(yīng)遵循如下工藝規(guī)定 —.焊前準(zhǔn)備 1.板材在裝配前應(yīng)進(jìn)行矯平，盡可能地減少其變形和內(nèi)應(yīng)力，使板面平整。
2.型材在裝配前應(yīng)進(jìn)行矯平。 3.板邊下料盡可能采用刨邊機(jī)進(jìn)行加工或采用等離子切割，以保證裝配間隙均 勻。 4.對(duì)于分段制作和船臺(tái)會(huì)攏的余量必須采用氣割修整時(shí)，應(yīng)盡可能采用小號(hào)割嘴 精心操作，提高切割質(zhì)量。采用埋弧焊時(shí)，氣割后的焊縫應(yīng)進(jìn)行研磨，有條件的應(yīng)盡量采用 等離子切割來減少變形。 5.埋弧焊拼板時(shí)，裝配間隙應(yīng)小于0. 5mm，其它焊縫的裝配間隙小于2mm。板邊的 錯(cuò)邊e < 0. 15t(t《8mm)。 6.對(duì)局部間隙不均勻、有超差的應(yīng)采用打磨或鏟邊使之達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，不得采用 氧 一 乙炔切割使之產(chǎn)生變形，原則上不允許采用板邊長肉修復(fù)超大間隙的做法。
7.角焊縫的間隙應(yīng)可能的小。 8.裝配時(shí)，不得采用生拉硬拽使之造成附加應(yīng)力增大。
二.定位焊 1.定位焊前，對(duì)接焊縫兩側(cè)30mm范圍及坡口內(nèi)應(yīng)徹底清除油、水、銹等雜物，角焊 縫除車間底漆外，都必須做好其它雜物的清除。 2.定位焊長度和間距均勻一致，對(duì)接焊縫定位焊長度為20mm，間距50mm ;角焊縫 定位焊長度為30mm，間距為60mm ; 3.板厚t《4mm且采用埋弧焊時(shí)，應(yīng)采用密點(diǎn)定位法，即焊點(diǎn)直徑約為8—12，間 距為30mm。 4.定位焊完成后的焊縫應(yīng)盡快進(jìn)行焊接，以免被露水、雨淋等污物使坡口內(nèi)生銹、
存水或產(chǎn)生污物。 三.焊接 l在平臺(tái)上拼板焊接時(shí)，應(yīng)在焊縫的兩側(cè)壓上壓載鐵，壓載鐵的距離在保證正常操 作下越小越好，板的周邊應(yīng)采用小碼板壓緊在平臺(tái)上，間距為300mm。
2.片體分段、立體分段在胎架上焊接時(shí)應(yīng)死胎。 3.對(duì)接焊縫(埋弧焊縫除外)、角焊縫應(yīng)盡量采用C02焊，不允許在薄板焊接中采 用鐵粉焊條。 4.手工焊條直徑必須加以限制，最大不能超過。4. Omm，當(dāng)焊接板厚t《4mm的焊 縫時(shí)必須使用。3. 2以下的焊條. 5.焊接規(guī)范中的焊接參數(shù)(電流、電壓、速度)應(yīng)在試板上調(diào)節(jié)好后方可施焊，焊 接電流不得過大，盡可能采用小規(guī)范焊接參數(shù)。 6.焊接時(shí)，應(yīng)按圖紙規(guī)定認(rèn)真控制角焊縫的焊腳尺寸和對(duì)接焊縫的焊縫寬度計(jì)焊 縫余高，不得超標(biāo)以控制變形即 角焊縫0. 9K1《K《1. 1K1 (Kl為圖紙的焊腳尺寸)
對(duì)接縫寬度1.5-2. Ot余高0-lmm
7.焊接時(shí)應(yīng)嚴(yán)格遵守規(guī)定的焊接順序。 (1)焊接時(shí)應(yīng)用由中間向前后左右方向進(jìn)行，圍繞中心采用跳焊法施焊，不得集中 在一個(gè)區(qū)域焊接，使熱量過于集中產(chǎn)生較大變形，同時(shí)必須采用雙數(shù)焊工對(duì)稱進(jìn)行焊接，焊 工人數(shù)不可過多。
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(3)手工焊及C02焊接時(shí)，應(yīng)根據(jù)焊縫的長度采取分段退焊法或分中分段退焊法， 分中分段退焊法即從中間向兩邊進(jìn)行分段退焊。其中分段長度可根據(jù)焊縫的長度決定，在 不影響效率的前提下分段的長度越短越好。
(4)角焊縫焊接時(shí)，平角焊參照?qǐng)D6進(jìn)行，立角焊時(shí)盡量采用下行焊(經(jīng)工藝認(rèn)可
及船東、船檢同意)，上行焊應(yīng)自上而下進(jìn)行退焊如圖7其分段長度同(3)規(guī)定。 8.剛性較弱或有開孔的結(jié)構(gòu)部位必須進(jìn)行臨時(shí)加強(qiáng)，其加強(qiáng)應(yīng)當(dāng)在其周圍的焊接
結(jié)束后冷卻至室溫以后方可拆除。 9.焊后對(duì)對(duì)接焊縫進(jìn)行錘擊消除應(yīng)力，但鐵錘不能直接錘擊焊縫應(yīng)墊有鐵板。
10.焊后出現(xiàn)變形應(yīng)及時(shí)矯正，火工矯正必須由有經(jīng)驗(yàn)的師傅來操作。
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權(quán)利要求
一種薄鋼板的焊接方法，其特征在于包括以下步驟一.焊前準(zhǔn)備1)、板材在裝配前應(yīng)進(jìn)行矯平，使板面平整；2)、型材在裝配前應(yīng)進(jìn)行矯平；3)、板邊下料采用刨邊機(jī)進(jìn)行加工或采用等離子切割，以保證裝配間隙均勻；4)、弧焊拼板時(shí)，裝配間隙應(yīng)小于0.5mm；板邊的錯(cuò)邊e＜0.15t，對(duì)局部間隙不均勻有超差的應(yīng)采用打磨或鏟邊使之平整，不得采用氧-乙炔切割使之產(chǎn)生變形；其中的t≤8mm；二.定位焊1)、焊前，對(duì)接焊縫兩側(cè)30mm范圍及坡口內(nèi)應(yīng)徹底清除油、水、銹雜物，角焊縫除車間底漆外，必須做好雜物的清除；2)、位焊長度和間距均勻一致，對(duì)接焊縫定位焊長度為20mm，間距50mm，角焊縫定位焊長度為30mm，間距為60mm；板厚t≤4mm且采用埋弧焊時(shí)，應(yīng)采用焊點(diǎn)直徑約為8-12、間距為30mm密點(diǎn)定位法；3)、定位焊完成后的焊縫應(yīng)及時(shí)焊接，以避免坡口內(nèi)生銹、存水或產(chǎn)生污物；三、焊接1)、在平臺(tái)上拼板焊接時(shí)，應(yīng)在焊縫的兩側(cè)壓上壓載鐵，在拼板的周邊采用小碼板壓緊在平臺(tái)上，小碼板之間的間距為300mm；2)、片體分段、立體分段在胎架上焊接時(shí)應(yīng)死胎；3)、手工焊條直徑最大不能超過Φ4.0mm，當(dāng)焊接板厚t≤4mm的焊縫時(shí)使用Φ3.2以下的焊條；4)、焊接中的電流、電壓、速度的焊接參數(shù)應(yīng)在試板上調(diào)節(jié)好后方可施焊；5)、焊接時(shí)，對(duì)接焊縫的焊縫寬度和焊縫余高，對(duì)接縫寬度1.5-2.0t，余高為0-1mm，t為板的厚度；6)、焊接順序焊接時(shí)應(yīng)用由中間向前后左右方向進(jìn)行，圍繞中心采用跳焊法施焊，不得集中在一個(gè)區(qū)域焊接，使熱量過于集中產(chǎn)生較大變形，同時(shí)必須采用雙數(shù)焊工對(duì)稱進(jìn)行焊接；7)、剛性較弱或有開孔的結(jié)構(gòu)部位必須進(jìn)行臨時(shí)加強(qiáng)，其加強(qiáng)應(yīng)當(dāng)在其周圍的焊接結(jié)束后冷卻至室溫以后方可拆除；8)、焊后對(duì)應(yīng)對(duì)接焊縫進(jìn)行錘擊消除應(yīng)力，但鐵錘不能直接錘擊焊縫應(yīng)墊有鐵板；9)、焊后出現(xiàn)變形應(yīng)及時(shí)矯正。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接方法，其特征在于所述手工電弧焊或二氧化碳焊工藝 參數(shù)為，a、角焊縫的裝配間隙應(yīng)《2mm， b.焊條型號(hào)應(yīng)與所焊板材強(qiáng)度相匹配且經(jīng)船級(jí)別 認(rèn)可的焊條，c、焊條直徑，當(dāng)板厚t《5mm時(shí)，采用。3. 2mm當(dāng)板厚t > 5mm采用①4mm的 焊條，d、定位焊焊縫形式，當(dāng)板厚t《5mm時(shí)，采用焊點(diǎn)直徑6 8mm、間距30mm的密點(diǎn)焊 法，當(dāng)板厚t > 5mm時(shí)，采用定位焊長度30 50mm、間距200 250mm的短道定位法。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接方法，其特征在于所述框架分段組立焊工藝要求甲板為基面，反造設(shè)胎，根據(jù)薄板的板厚設(shè)置胎架縱向、橫向模板間距，若板厚S《4mm，則 縱、橫向模板間距為800mm，若板厚S = 5 6mm，則縱、橫向模板間距為1000mm，若板厚S > 7mm小于8mm，則縱、橫向模板間距為1200 ;胎架模板寬度橫向模板為300mm，縱向橫 板為200mm，厚度必須^ 10mm ;胎架支柱高度不應(yīng)低于800mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接方法，其特征在于所述板厚t《4mm且采用埋弧焊時(shí)， 應(yīng)采用焊點(diǎn)直徑約為8-12、間距為30mm的密點(diǎn)定位法。
全文摘要
一種薄鋼板的焊接方法，其特征在于包括以下步驟焊前準(zhǔn)備板材在裝配前應(yīng)進(jìn)行矯平，使板面平整；型材在裝配前應(yīng)進(jìn)行矯平；板邊下料采用刨邊機(jī)進(jìn)行加工或采用等離子切割，以保證裝配間隙均勻；弧焊拼板時(shí)，裝配間隙應(yīng)小于0.5mm；板邊的錯(cuò)邊e＜0.15t，對(duì)局部間隙不均勻有超差的應(yīng)采用打磨或鏟邊使之平整，不得采用氧-乙炔切割使之產(chǎn)生變形；其中的t≤8mm；定位焊及焊接這三部分合理設(shè)計(jì)，使薄鋼板的焊接具備完整的體系，從而能有地防止船甲板的薄鋼板焊接時(shí)的變形，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)周期短，薄板焊接質(zhì)量好目標(biāo)。
文檔編號(hào)B23K9/007GK101745718SQ20091015551
公開日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2009年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月17日
發(fā)明者吳小明, 祝波 申請(qǐng)人:浙江東海岸船業(yè)有限公司