CN108080772A - 一种装配式电弧焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种装配式电弧焊接方法，所使用的焊条为异形焊条，该焊条横截面形状与待焊区域空间横截面近似。焊接时将焊材平铺于焊缝坡口处，而无需移动焊接机头、焊钳。起弧后焊材自动沿坡口熔化并形成焊缝，焊接过程利用焊条药皮在未熔化时不导电的特性。本发明无需要操作空间，工作效率高，并且降低了焊接操作对于工人熟练程度的要求。本发明极大的拓展了电弧焊的适用范围和应用领域，为解决在某些情况下因焊接空间不足无法施焊的问题。
Description
技术领域
本发明涉及焊接制造行业，具体是一种焊丝或者焊条与工件焊缝无需作相对运动的电弧焊方法。与传统电弧焊相比，该装配式电弧焊(简称装配焊)所需操作空间小，可在传统电弧焊接方法因操作空间受限无法焊接的情况下进行焊接。
技术背景
电弧焊接是利用电弧放电所产生的热量将工件与填充材料(或无填充材料)互相熔化并在冷凝后形成焊缝，从而获得牢固接头的焊接过程。目前的电弧焊无论是手工焊还是自动电弧焊，都需要焊条(或焊丝)的触头在焊接过程中不断沿着焊接坡口方向移动并持续熔化焊接区域的金属。因此就需要在焊缝的“上方”留有足够焊钳或焊枪移动的操作空间。有经验的焊接操作人员需要考虑操作空间的影响，合理安排焊缝位置。
发明内容
为解决现有技术中存在的焊接操作空间不足的问题，本发明提出了一种装配式电弧焊接方法。
本发明的具体过程是：
步骤1，确定焊脚高度。确定的焊脚高度为6mm。按照等腰三角形计算焊缝的横截面积。
步骤2，制造异形焊条。
在焊芯拉拔过程中对焊芯进行挤压变形为近似等腰三角形，并使两条直边的夹角与待焊区域夹角一致。
所述焊芯的横截面积须与焊缝所需横截面面积近似。
焊芯外表面压涂的药皮厚度为0.8mm。
步骤3：焊接件的表面处理。
清理钢板待焊处表面的油污和锈迹。
步骤4：焊前准备。
将两块钢板通过点焊竖直的固定第三块钢板的表面，组成外形呈“π”形的待焊接工件；所述两块竖直钢板相邻的表面之间为焊接区域；所述的两块竖直钢板与水平钢板的连接处为焊缝。
在待焊接区域确定首先焊接的焊缝，标记为第一焊缝。使待焊接区域开口向上并将工件远离该焊缝的一端垫高，使工件与水平面之间形成45°的夹角。将焊条嵌放于待焊区域内的第一焊缝的焊缝线上，使用采用绝缘材料的压板压紧，并用G字夹固定，使焊条与待焊接工件的坡口表面紧贴。
步骤5，焊接第一焊缝。
将两块钢板分别与焊机输出端的阳极连接，将焊条与焊机输出端的阴极连接。调节电流为170～200A。
使用金属导体刮擦钢板与焊条的端部，以实现短路起弧，起弧后立刻移开所述的金属导体。电弧沿着焊条燃烧，使焊条与第一焊缝线周围金属不断熔化。
焊条燃烧完毕后，关闭焊机，去除压板和G字夹。完成了对所述第一焊缝的焊接。
步骤6，焊接第二焊缝。
所述的第二焊缝是位于待焊区域内、并与所述第一焊缝相对应的另一焊缝。焊接所述第二焊缝时，翻转焊接件，并将工件第一焊缝一端垫高，使工件与水平面之间形成45°的夹角。重复步骤5中焊接第一焊缝的过程，完成第二焊缝的焊接。
步骤7，焊接待焊区域外的其它焊缝。
重复步骤6中焊接第二焊缝的过程，完成待焊区域外的其它焊缝的焊接。
本发明能够在具有较小操作空间的情况下进行焊接，解决了两块竖立钢板之间的焊缝受到相邻立板干涉而无法进行施焊的不足。
本发明中所使用的焊条为异形焊条，该焊条横截面形状与待焊区域空间横截面近似。该发明焊接过程主要利用焊条药皮在未熔化时不导电的特性。
本发明焊接前，将母材进行点焊固定。制取合适长度的焊条，该焊条长度应大于焊缝长度。将焊条嵌入待焊接区域内，进行平铺并固定，固定方法可采用压板压紧，使焊条紧贴母材表面，压板可采用木板等绝缘材料。将母材、焊条固定好后，使其分别连接焊机的两极，接通电源。焊接时，使用导体短接焊条一端的芯部与母材，造成短路起弧。起弧后，电弧周围药皮熔化，电弧便会沿焊条燃烧，不断熔化坡口处母材与焊条，冷却后形成连续的焊缝。焊条燃烧完毕后，去除工装，敲掉焊渣后可见连续牢固焊缝。
本发明中，由于焊条的药皮在未熔化时具有绝缘性，电弧只在露出的焊芯和母材之间燃烧，电弧的热量不断使药皮熔化，不断地露出新的焊芯，致使电弧沿焊条与母材贴合的方向持续燃烧，从而使熔池沿坡口不断移动，冷凝后获得连续的焊缝。
附图说明
图1为焊接件的结构示意图，其中1a是主视图，1b是1a的俯视图。
图2为焊条结构剖面图，其中2a是主视图，2b是2a的横截面视图。
图3为焊接方法的示意图。
图中：1.焊缝；2.钢板；3.药皮；4.焊芯；5.压板；6.异形焊条。
具体实施例
本实施例是一种装配式电弧焊接方法。
本实施例以焊接三块块长300mm、宽300mm、厚度为6mm的Q235钢板为例。将两立板与一块水平板之间焊接过程。焊接采用的异形焊条，其成份与J422焊条一致，横截面形状为近似等腰三角形。焊机为直流电焊机。
本实施例的具体过程是：
步骤1，确定焊脚高度。确定的焊脚高度为6mm。按照等腰三角形计算焊缝1的横截面积。
步骤2，制造异形焊条。所述制造异形焊条的方法与生产普通J422焊条近似，不同之处在于，在焊芯4拉拔过程中采用常规方法对直径5mm焊芯进行挤压变形，使该焊芯横截面变为由两条直边和一条圆弧线组成的近似等腰三角形，两条直边夹角的角度与待焊区域夹角一致。所述焊芯的横截面积须与焊缝所需横截面面积近似。本实施例中，该焊条焊芯横截面积为18mm2。以该焊芯4作为焊缝的填充金属。
将焊芯切断；切断长度为350mm。
通过异形机头模具将药皮粉料压涂在焊芯上。药皮3的厚度为0.8mm。进行干燥处理后得到异形焊条6。
步骤3：焊接件的表面处理。清理钢板待焊处表面的油污和锈迹。
步骤4：焊前准备。将两块钢板通过点焊竖直的固定第三块钢板的表面，组成外形呈“π”形的待焊接工件；所述两块竖直钢板相邻的表面之间为焊接区域；所述的两块竖直钢板与水平钢板的连接处为焊缝。
在待焊接区域确定首先焊接的焊缝，标记为第一焊缝。使待焊接区域开口向上并将工件远离该焊缝的一端垫高，使工件与水平面之间形成45°的夹角。将焊条嵌放于待焊区域内的第一焊缝的焊缝线上，使用压板5压紧，并用G字夹固定，使焊条与待焊接工件的坡口表面紧贴。
所述的压板采用绝缘材料。
步骤5，焊接第一焊缝。将两块钢板分别与焊机输出端的阳极连接，将焊条与焊机输出端的阴极连接。调节电流为170～200A。
按常规方法。使用金属导体刮擦钢板与焊条的端部，以实现短路起弧，起弧后立刻移开所述的金属导体。电弧沿着焊条燃烧，使焊条与第一焊缝线周围金属不断熔化。
焊条燃烧完毕后，关闭焊机，去除压板和G字夹。完成了对所述第一焊缝的焊接。
步骤6，焊接第二焊缝。所述的第二焊缝是位于待焊区域内、并与所述第一焊缝相对应的另一焊缝。焊接所述第二焊缝时，翻转焊接件，并将工件第一焊缝一端垫高，使工件与水平面之间形成45°的夹角。重复步骤5中焊接第一焊缝的过程，完成第二焊缝的焊接。
步骤7，焊接待焊区域外的其它焊缝。重复步骤6中焊接第二焊缝的过程，完成待焊区域外的其它焊缝的焊接。
本发明所使用的异形焊条改变了传统焊条圆形横截面，增多了焊缝填充金属量，使得本发明焊缝熔敷高度满足焊接要求。焊接时将焊条平铺于焊缝坡口处，而无需使焊接机头、焊钳等与母材作相对移动，相比传统电弧焊只需要很小的操作空间。起弧后焊条自动沿坡口熔化并形成焊缝，焊缝形成过程不需要人员操作，从而使得该本发明具有自动化程度高和工作效率高的特点，有效降低了焊接操作对于工人熟练程度的要求。
Claims (5)
1.一种装配式电弧焊接方法，其特征在于，具体过程是：
步骤1，确定焊脚高度；
步骤2，制造异形焊条；
步骤3：焊接件的表面处理；清理钢板待焊处表面的油污和锈迹；
步骤4：焊前准备；将两块钢板通过点焊竖直的固定第三块钢板的表面，组成外形呈“π”形的待焊接工件；所述两块竖直钢板相邻的表面之间为焊接区域；所述的两块竖直钢板与水平钢板的连接处为焊缝；
在待焊接区域确定首先焊接的焊缝，标记为第一焊缝；使待焊接区域开口向上并将工件远离该焊缝的一端垫高，使工件与水平面之间形成45°的夹角；将焊条嵌放于待焊区域内的第一焊缝的焊缝线上，使用采用绝缘材料的压板压紧，并用G字夹固定，使焊条与待焊接工件的坡口表面紧贴；
步骤5，焊接第一焊缝；将两块钢板分别与焊机输出端的阳极连接，将焊条与焊机输出端的阴极连接；调节电流为170～200A；
使用金属导体刮擦钢板与焊条的端部，以实现短路起弧，起弧后立刻移开所述的金属导体；电弧沿着焊条燃烧，使焊条与第一焊缝线周围金属不断熔化；
焊条燃烧完毕后，关闭焊机，去除压板和G字夹；完成了对所述第一焊缝的焊接；
步骤6，焊接第二焊缝；所述的第二焊缝是位于待焊区域内、并与所述第一焊缝相对应的另一焊缝；焊接所述第二焊缝时，翻转焊接件，并将工件第一焊缝一端垫高，使工件与水平面之间形成45°的夹角；重复步骤5中焊接第一焊缝的过程，完成第二焊缝的焊接；
步骤7，焊接待焊区域外的其它焊缝；重复步骤6中焊接第二焊缝的过程，完成待焊区域外的其它焊缝的焊接。
2.如权利要求1所述装配式电弧焊接方法，其特征在于，确定的焊脚高度为6mm；按照等腰三角形计算焊缝的横截面积。
3.如权利要求1所述装配式电弧焊接方法，其特征在于，在焊芯拉拔过程中对焊芯进行挤压变形为近似等腰三角形，并使两条直边的夹角与待焊区域夹角一致。
4.如权利要求1所述装配式电弧焊接方法，其特征在于，所述焊芯的横截面积须与焊缝所需横截面面积近似。
5.如权利要求1所述装配式电弧焊接方法，其特征在于，焊芯外表面压涂的药皮厚度为0.8mm。
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