一種中厚板不清根對接全熔透i級構件的過渡結構的製作方法

2023-05-05 13:41:31

一種中厚板不清根對接全熔透i級構件的過渡結構的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種中厚板不清根對接全熔透I級構件的過渡結構,涉及一種中厚板在對拼焊接時的結構。它包括中厚板、拼接板焊道、工藝坡口、陶瓷襯墊、第一襯鐵、第二襯鐵、卡馬、工藝三角板；陶瓷襯墊位於第一襯鐵和第二襯鐵之間，第一襯鐵和陶瓷襯墊的其中一端均與第一拼接板下端接觸，第二襯鐵和陶瓷襯墊的另一端均與第二拼接板下端接觸；卡馬的兩端分別與第一拼接板上端和與第二拼接板上端連接，工藝三角板的兩個長邊分別與卡馬和中厚板；引入弧板兩端分別與第一拼接板和第二拼接板接觸，引出弧板兩端分別與第一拼接板和第二拼接板接觸。本實用新型所述的拼接板焊道可一次成型，不需要進行翻板後的反面碳弧氣刨清根、打底、填充、蓋面操作。
【專利說明】一種中厚板不清根對接全熔透I級構件的過渡結構

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種中厚板在對拼焊接時的結構，具體的說是一種中厚板不清根對接全熔透I級構件的過渡結構。

【背景技術】
[0002]中厚板結構在船舶船板和殼體、港口機械箱梁、跨海大橋面板等領域已經被廣泛應用，中厚板對拼焊接在鋼結構製作中佔重要的組成部分，直接影響產品質量和生產效率。
[0003]現有技術在對拼焊接中厚板時，先是在中厚板的單面開V型的工藝坡口或雙面開K型的工藝坡口，然後直接將兩個帶有工藝坡口的中厚板間隔的放置在焊接平臺上，並在焊接平臺上對兩塊中厚板之間的間隙(拼接板焊道)進行焊接，在對所述兩個間隔布置的中厚板進行焊接時，所述兩個中厚板下端是不放置構件的。
[0004]上述現有技術方案在對中厚板進行對拼焊接時，首先需要對中厚板進行翻板操作，在翻板完成後還需要對中厚板依次進行進行清根、打底、填充和蓋面操作，上述操作方案較為複雜，耗時較長，成本投入較高，工人勞動強度大，生產效率低，板塊變形不易控制，產品合格率不高，只限於板塊對接，應用範圍較窄，因此有必要進行改進。


【發明內容】

[0005]本實用新型的目的是為了克服【背景技術】的不足之處，而提供一種中厚板不清根對接全熔透I級構件的過渡結構。
[0006]為了實現上述目的，本實用新型的技術方案為:一種中厚板不清根對接全熔透I級構件的過渡結構，包括兩個間隔布置的中厚板，兩個中厚板之間的間隙為拼接板焊道，所述兩個中厚板在與拼接板焊道相鄰的一端均設有V型的工藝坡口，兩個中厚板分別為第一拼接板和第二拼接板，其特徵在於:還包括帶有U形槽口的陶瓷襯墊、與陶瓷襯墊等厚的第一襯鐵、與陶瓷襯墊等厚的第二襯鐵、設於拼接板焊道上端的卡馬、設於拼接板焊道前側的引入弧板、設於拼接板焊道後側的引出弧板；陶瓷襯墊位於第一襯鐵和第二襯鐵之間，所述第一襯鐵和陶瓷襯墊的其中一端均與第一拼接板下端接觸，所述第二襯鐵和陶瓷襯墊的另一端均與第二拼接板下端接觸；所述卡馬的一端下部與第一拼接板上端連接，卡馬的另一端下部與第二拼接板上端連接，所述卡馬的前側兩端和卡馬的後側兩端均設有工藝三角板，所述工藝三角板的其中一個長邊與卡馬連接，工藝三角板的另一個長邊與中厚板上端連接；所述引入弧板兩端分別與第一拼接板前側和第二拼接板前側接觸，引出弧板兩端分別與第一拼接板後側和第二拼接板後側接觸。
[0007]在上述技術方案中，所述工藝坡口的坡角α為15?20°，坡口邊距L為5?15_，坡口鈍邊的長度η為1?2.5_。
[0008]上述工藝坡口的工藝參數是通過長期實踐得來的，它是保證對拼的兩塊中厚板在成型後達到不清根全熔透I級構件的關鍵。
[0009]在上述技術方案中，所述兩個中厚板之間的距離為8?14mm。
[0010]在上述技術方案中，所述工藝三角板左側或工藝三角板右側設有單側焊道，卡馬前側或卡馬後側設有單側焊道，所述卡馬和工藝三角板均通過單側焊道與中厚板上端連接，卡馬與工藝三角板之間通過單側焊道連接。
[0011]在上述技術方案中，所述單側焊道的長度為100?150mm。
[0012]在上述技術方案中，所述引入弧板或為第一平板，或由兩塊拼裝成V字形的第二平板組成，所述兩個第二平板之間的V字形過道與拼接板焊道匹配；所述引出弧板或為第一平板，或由兩塊拼裝成V字形的第二平板組成，所述兩個第二平板之間的V字形過道與拼接板焊道匹配。
[0013]工藝三角板、卡馬和中厚板之間通過單側焊道連接在一起不僅能對中厚板進行限位，而且使工作人員更加方便的拆卸卡馬和工藝三角板。單側焊道在緊固工藝三角板、卡馬和中厚板時，能夠防止中厚板在焊接時因應力變化而產生蠕變變形。
[0014]本實用新型為在對拼焊接中厚板時的一種過渡結構，它在高層建築鋼結構、船舶結構、壓力容器和橋梁結構以及大型設備製造等領域中均有被廣泛運用的前景。
[0015]本實用新型通過在板塊的其中一端開V形坡口、預留一定鈍邊，並在對拼焊接時兩塊中厚板之間預留一定焊接間隙，在拼接板焊道下端加設陶瓷襯墊，在焊接陶瓷襯墊的兩端加設與焊接陶瓷襯墊等厚的襯鐵，預留一定的反變形量進行預控，從而使本實用新型所焊接的焊縫質量有保障，對接板塊不易變形，生產效率高，現場對接操作快，操作容易，能大量節省人力資源，能降低工人勞動強度，能減少生產成本，通過超聲波UT探傷、力學性能檢驗，微觀組織觀察和分析，都證明了該工藝的可行性都符合國家規範要求，應大力推廣應用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為兩個間隔布置且未開設工藝坡口的中厚板的結構示意圖。
[0017]圖2為帶有U形槽口的陶瓷襯墊的結構示意圖。
[0018]圖3為工藝三角板的結構示意圖。
[0019]圖4為卡馬的結構示意圖。
[0020]圖5為單個的中厚板上開設有工藝坡口時的結構示意圖。
[0021]圖6為兩個開設有工藝坡口的中厚板在間隔布置時的主視圖。
[0022]圖7為將陶瓷襯墊、襯鐵放置於中厚板下端時的結構示意圖。
[0023]圖8為本實用新型在預留一定的反變形量進行預控時，陶瓷襯墊、襯鐵、卡馬、工藝三角板和中厚板的連接結構示意圖。
[0024]圖9為卡馬、工藝三角板、引入弧板、引出弧板和中厚板的連接結構示意圖。
[0025]圖中1-中厚板，11-第一拼接板，12-第二拼接板，2-U形槽口，3-陶瓷襯墊，4-工藝坡口，51-拼接板焊道，52-單側焊道，6-襯鐵，7-卡馬，8-工藝三角板，91-引入弧板，92-引出弧板。

【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖詳細說明本實用新型的實施情況，但它們並不構成對本實用新型的限定，僅作舉例而已。同時通過說明使本實用新型的優點更加清楚和容易理解。
[0027]參閱附圖可知:一種中厚板不清根對接全熔透I級構件的過渡結構，包括兩個間隔布置的中厚板1，兩個中厚板1之間的間隙為拼接板焊道511，所述兩個中厚板1在與拼接板焊道511相鄰的一端均設有V型的工藝坡口 4，兩個中厚板1分別為第一拼接板11和第二拼接板12，其特徵在於:還包括帶有U形槽口 2的陶瓷襯墊3、與陶瓷襯墊3等厚的第一襯鐵61、與陶瓷襯墊3等厚的第二襯鐵62、設於拼接板焊道511上端的卡馬7、設於拼接板焊道511前側的引入弧板91、設於拼接板焊道511後側的引出弧板92 ;陶瓷襯墊3位於第一襯鐵61和第二襯鐵62之間，所述第一襯鐵61和陶瓷襯墊3的其中一端均與第一拼接板11下端接觸，所述第二襯鐵62和陶瓷襯墊3的另一端均與第二拼接板12下端接觸；所述卡馬7的一端下部與第一拼接板11上端連接，卡馬7的另一端下部與第二拼接板12上端連接，所述卡馬7的前側兩端和卡馬7的後側兩端均設有工藝三角板8，所述工藝三角板8的其中一個長邊與卡馬7連接，工藝三角板8的另一個長邊與中厚板1上端連接；所述引入弧板91兩端分別與第一拼接板11前側和第二拼接板12前側接觸，引出弧板92兩端分別與第一拼接板11後側和第二拼接板12後側接觸。
[0028]所述工藝坡口 4的坡角α為15?20°，坡口邊距L為5?15mm，坡口鈍邊的長度η為1?2.5mm。
[0029]所述兩個中厚板1之間的距離為8?14mm。
[0030]所述工藝三角板8左側或工藝三角板8右側設有單側焊道52，卡馬7前側或卡馬7後側設有單側焊道52，所述卡馬7和工藝三角板8均通過單側焊道52與中厚板1上端連接，卡馬7與工藝三角板8之間通過單側焊道52連接。
[0031]所述單側焊道52的長度為100?150mm。
[0032]所述引入弧板91或為第一平板，或由兩塊拼裝成V字形的第二平板組成，所述兩個第二平板之間的V字形過道與拼接板焊道511匹配；所述引出弧板92或為第一平板，或由兩塊拼裝成V字形的第二平板組成，所述兩個第二平板之間的V字形過道與拼接板焊道511匹配。
[0033]本實用新型為中厚板在對接焊接時的一個過渡結構，實際工作時，中厚板在焊接時包括如下工藝步驟，
[0034]步驟1:準備若干用於對拼焊接的中厚板1，和若干用於平面焊接且中部帶有U形槽口 2的陶瓷襯墊3 ；
[0035]步驟2:對中厚板1的其中一端進行單邊切割，使中厚板端部形成V型的工藝坡口4 ；
[0036]步驟3:將兩個帶有工藝坡口 4的中厚板1呈間隔放置，並使所述兩個工藝坡口 4呈相鄰布置，兩個中厚板1之間的間隙為拼接板焊道51，所述兩個中厚板1分別為第一拼接板11和第二拼接板12 ；
[0037]步驟4:將陶瓷襯墊3放置於所述兩個中厚板1的下端，並使陶瓷襯墊3上的U形槽口 2位於所述拼接板焊道51的正下方，在陶瓷襯墊3的兩端放置有位於中厚板1下端並與陶瓷襯墊3等厚的襯鐵6;
[0038]步驟5:在所述兩個中厚板1的拼接結合處上端放置卡馬7，使卡馬7的一端下部與第一拼接板11上端接觸，卡馬7的另一端下部與第二拼接板12上端接觸，在卡馬7的一端兩側和卡馬7的另一端兩側均放置工藝三角板8，並使工藝三角板8的其中一個長邊與卡馬7接觸，使工藝三角板8另一個長邊與中厚板I接觸；
[0039]步驟6:在中厚板I上對卡馬7和工藝三角板8進行單側焊以形成單側焊道52，使中厚板1、卡馬7和工藝三角板8連接成一個整體，在所述拼接板焊道51的一端加設引入弧板91，使引入弧板91兩端分別與第一拼接板11和第二拼接板12接觸，在所述拼接板焊道51的另一端加設引出弧板92，使引出弧板92兩端分別與第一拼接板11和第二拼接板12接觸；
[0040]步驟7:在中厚板I完成上述操作並經檢查驗收無誤後，先通過手工電弧焊或藥芯C02焊對拼接板焊道51進行打底，然後通過手工電弧焊或藥芯C02焊對拼接板焊道51進行填充，接著通過手工電弧焊或藥芯C02焊或埋弧焊對拼接板焊道51進行蓋面；
[0041]步驟8:對完成打底、填充和蓋面三個步驟的拼接板焊道51進行表面探傷和超聲波UT探傷，選出其中的合格品；
[0042]步驟9:將中厚板I上方的卡馬7和工藝三角板8拆除，並將中厚板I上用於加固卡馬7和工藝三角板8的單側焊道52進行磨光修復；
[0043]步驟10:採用火焰切割的方式將引入弧板91、引出弧板92拆除；
[0044]步驟11:將中厚板I進行翻板操作，並折除中厚板上的焊接陶瓷襯墊3和襯鐵6 ；
[0045]步驟12:將拼裝呈一個整體的兩個中厚板I進行編號放大標註轉序，並送入下一道工序。
[0046]在焊接所述兩塊中厚板時，焊接時的焊接行走速度拼接板焊道處的焊縫呈亮紅色中等為準，成型規律以焊接時焊道溢出雜質氣體均勻為度，焊接所述兩塊中厚板時總的施焊掌控原則是:提高電弧電壓，成型係數增加(電流、焊速恆定的情況下)。
[0047]在對接板塊的正面接口兩端加以板塊卡馬和工藝三角板緊固定位並施以單側焊道加以緊固，以防焊接時產生應力變化的複雜蠕變變形。
[0048]本實用新型所述的拼接板焊道可一次成型，在中厚板上完成正面焊接後不僅不需要進行翻板操作，而且不需要進行翻板後的反面碳弧氣刨清根、打底、填充、蓋面操作。
[0049]本實用新型通過在板塊的其中一端開V形坡口、預留一定鈍邊，並在對拼焊接時兩塊中厚板之間預留一定焊接間隙，在拼接板焊道下端加設陶瓷襯墊，在焊接陶瓷襯墊的兩端加設與焊接陶瓷襯墊等厚的襯鐵，預留一定的反變形量進行預控，從而使本實用新型所述的焊接焊縫焊道質量有保障，對接板塊不易變形，生產效率高，現場對接操作快，操作容易，能大量節省人力資源，降低工人勞動輕度減少生產投資投入成本，通過超聲波UT探傷、力學性能檢驗，微觀組織觀察和分析，都證明了該工藝的可行性都符合國家規範要求，應大力推廣應用。
[0050]在加裝陶瓷襯墊後，本實用新型成型速度快、效果好，能提高工人的工作效率，把襯墊放在鋼板和工件所規定的坡口背面，從正面焊接即能雙面一次成型、背面焊縫成型飽滿、焊跡又整齊。同時，本實用新型改善了焊接條件，節省了翻版時間和背面清根工序，降低了工人的勞動強度，從而大大地提高了生產效率。
[0051]本實用新型在高層建築鋼結構、船舶結構、壓力容器和橋梁結構以及大型設備製造等領域有被廣泛運用的前景。
[0052]實際工作時,本實用新型在中厚板正面完成打底、填充和蓋面操作後,不用翻版、碳弧氣刨清根、再施打底、填充、蓋面，整個操作過程僅僅只有一次，因此，板塊不易變形，焊縫焊道焊接質量有保障，容易操作，生產效率高，生產投資投入成本少，能節省大量的人力資源。特別是現場操作快，工人勞動強度降低。
[0053]本實用新型除了適用於板塊對接外，還特別適用船體結構的夾板和外板焊接，箱型結構施工現場對接焊接施工，和長直焊縫的對接施工以及隱蔽焊縫的焊接施工。
[0054]本實用新型是在鋼板和工件所規定的坡口背面，加放陶瓷襯墊，配以適宜的焊接參數，採用手工電弧焊打底焊、填充焊和蓋面焊的方式，可以進行平焊、立焊、橫焊焊接操作，比傳統拼接焊法(對接焊)外延有很大擴寬，可以應用於船舶領域的船體、夾板和外板的拼接焊縫，高層建築領域拼接焊縫，長直焊縫的拼接、機械、設備、承受結構的拼接等領域。
[0055]實際工作時，本實用新型需要通過操作人員肉眼觀察及拼接(或兩工件)的水平度或直線度並進行調整，人為操作有一定影響存在一定的誤差。另外，在拼接板塊上焊口連接處需用卡馬和工藝三角板固定緊固並施於單側焊道緊固連接固定，單面焊雙面成型工藝完成後，需切割卡馬、磨平緊固焊道、對拼板美觀有一定影響，費一定時間，但與傳統拼板方法相比，優越性、適用性、性價比等傳統拼板工藝有明顯改善。
[0056]其它未說明的部分均屬於現有技術。
【權利要求】
1.一種中厚板不清根對接全熔透I級構件的過渡結構，包括兩個間隔布置的中厚板(I)，兩個中厚板(I)之間的間隙為拼接板焊道(51)，所述兩個中厚板(I)在與拼接板焊道(51)相鄰的一端均設有V型的工藝坡口(4)，兩個中厚板(I)分別為第一拼接板(11)和第二拼接板(12)，其特徵在於: 還包括帶有U形槽口(2)的陶瓷襯墊(3)、與陶瓷襯墊(3)等厚的第一襯鐵(61)、與陶瓷襯墊(3)等厚的第二襯鐵(62)、設於拼接板焊道(51)上端的卡馬(7)、設於拼接板焊道(51)前側的引入弧板(91)、設於拼接板焊道(51)後側的引出弧板(92)； 陶瓷襯墊(3)位於第一襯鐵￠1)和第二襯鐵￠2)之間，所述第一襯鐵￠1)和陶瓷襯墊(3)的其中一端均與第一拼接板(11)下端接觸，所述第二襯鐵￠2)和陶瓷襯墊(3)的另一端均與第二拼接板(12)下端接觸； 所述卡馬(7)的一端下部與第一拼接板(11)上端連接，卡馬(7)的另一端下部與第二拼接板(12)上端連接，所述卡馬(7)的前側兩端和卡馬(7)的後側兩端均設有工藝三角板(8)，所述工藝三角板(8)的其中一個長邊與卡馬(7)連接，工藝三角板(8)的另一個長邊與中厚板(I)上端連接； 所述引入弧板(91)兩端分別與第一拼接板(11)前側和第二拼接板(12)前側接觸，弓丨出弧板(92)兩端分別與第一拼接板(11)後側和第二拼接板(12)後側接觸。
2.根據權利要求1所述的一種中厚板不清根對接全熔透I級構件的過渡結構，其特徵在於:所述工藝坡口⑷的坡角α為15?20°，坡口邊距L為5?15mm，坡口鈍邊的長度η 為 I ?2.Smnin
3.根據權利要求1所述的一種中厚板不清根對接全熔透I級構件的過渡結構，其特徵在於:所述兩個中厚板⑴之間的距離為8?14mm。
4.根據權利要求1至3中任一項權利要求所述的一種中厚板不清根對接全熔透I級構件的過渡結構，其特徵在於:所述工藝三角板(8)左側或工藝三角板(8)右側設有單側焊道(52)，卡馬(7)前側或卡馬(7)後側設有單側焊道(52)，所述卡馬(7)和工藝三角板(8)均通過單側焊道(52)與中厚板(I)上端連接，卡馬(7)與工藝三角板(8)之間通過單側焊道(52)連接。
5.根據權利要求4所述的一種中厚板不清根對接全熔透I級構件的過渡結構，其特徵在於:所述單側焊道(52)的長度為100?150mm。
6.根據權利要求1至3中任一項權利要求所述的一種中厚板不清根對接全熔透I級構件的過渡結構，其特徵在於:所述引入弧板(91)或為第一平板，或由兩塊拼裝成V字形的第二平板組成，所述兩個第二平板之間的V字形過道與拼接板焊道(51)匹配；所述引出弧板(92)或為第一平板，或由兩塊拼裝成V字形的第二平板組成，所述兩個第二平板之間的V字形過道與拼接板焊道(51)匹配。
【文檔編號】B23K33/00GK204053264SQ201420498818
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年9月1日 優先權日:2014年9月1日
【發明者】嚴文凱, 呂德林, 呂金炭 申請人:湖北源盛鋼構有限公司