解析中厚度钢板单面焊全熔透焊缝焊接技术

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1、万方数据焊管．第31卷第6期·2008年11月·69·●经验交流中厚度钢板单面焊全熔透焊缝焊接技术郭宏侠1，尹长华2(1．鞍钢重机公司金属结构厂，辽宁鞍山114042；2．中国石油管道科学研究院，河北廊坊065001)摘要：目前国内设计很少应用大量的中、厚钢板单面焊全熔透焊缝，也几乎没有能够满足此种焊缝质量要求的金属结构件制作厂家，多数厂家即使是压力容器专业制造厂，在焊接此类焊缝时，也会存在不同程度的焊缝根部未熔合或未焊透，通过采取新型焊接工艺，反复试验，不断改进，最终保证了此类焊缝uT探伤时焊缝有效深度≥板厚，uT探伤一次合格率达90％以上，有效地保证了此类焊缝的焊接

2、质量，同时也大大提高了生产效率。关键词：单面焊；全熔透；探伤；焊接参数中图分类号：TG441．4文献标志码：A文章编号：1001—3938(2008)06—0069—030前言目前，国内单面焊全熔透焊缝基本只限于30rain以内钢板的焊接，而且大多数应用于压力容器构件中。鞍钢重机公司金属结构厂在生产德国西马克公司设计的厚板矫直机时，其热矫底部机架、出入口侧顶部机架、上横梁传动侧、操作侧等结构中大量的中、厚钢板需应用单面焊全熔透焊接(德国标准SN200要求此类焊缝100％全熔透)，而国内几乎没有能够满足此种焊缝质量要求的制造厂家，即使是压力容器专业制造厂，在焊接此类焊缝时

3、，也会存在不同程度的焊缝根部未熔合或未焊透，导致焊缝有效深度小于板厚。鞍钢重机公司金属结构厂采取新型焊接工艺，通过反复试验、不断改进，最终保证了此类焊缝有效深度不小于板厚，UT探伤一次合格率达90％以上，有效保证了此类焊缝的焊接质量，同时也大大提高了生产效率。下面笔者对新型焊接工艺的研发进行简要介绍，为中厚钢板单面焊全熔透焊接提供一些参考。1新型焊接工艺研发开始进行单面焊全熔透焊接时，采取了惯用的在焊缝背面加垫板的方式，如图1所示。焊接后，UT探伤检查发现，当盖板厚度小于30mm时，焊缝根部熔合较好，一次探伤合格率达90％以上，但当盖板厚度超过30rain，达到50mm

4、或90mm以上时，焊缝出现了大量0—4mill根部未焊透或未熔合，尤其是90mm以上钢板开单面u形坡口时，根部未焊透尤为严重。因此，我们采用不同焊接工艺(见表1)进行了试验(盖板50Inln)。经UrI'检查并对缺陷部位进行解剖，对剖面进行低倍硫印检验，检验结果见表2。从检测结果看，垫板与侧板间隙和盖板与垫板间隙值不宜过大。但由于实际活件结构复杂，装配时很难达到规范的间隙要求，试验中所有试样焊缝根部坡口尖端均出现了不同程度的上翘，这是导致焊缝根部未焊透和焊缝有效深度不够的主要因素。尤其当坡口为单面u形坡口时，由于坡口尖端很薄，铆工装配时在盖板上施加外力和图l单面焊常用的

5、焊缝背面加垫板方式万方数据标准分享网www.bzfxw.com免费下载·70·焊管2008年11月表l焊接工艺参数序号V形坡口钝边焊接方法盖板与侧板间隙b／ram挚板与侧板间隙c／mm盖板与垫板间隙d／mm10mln钝边C02气保焊lO—120．1—0．3O．1—0．3’22mill钝边J506焊条打底后c02气保焊lO一122—33—5．32Ilanl钝边C02气保焊10～12l～23—5《。兰Q竺丝望曼竺i冬堡生!Q：!三!：!i表2焊缝缺陷部位低倍硫印检验结果”喜UT探伤结果呼黑孺萼嚣／低倍硫印结果焊接预热极易导致坡口尖端上翘，致使UT探伤时焊缝有效深度不足；焊接

6、时部分熔融金属流入上翘后与垫板形成的间隙中，导致uT探伤时焊缝根部远远小于盖板厚度位置出现的双波。垫板与侧板的间隙熔入熔融金属导致Urr探伤时超过板厚出现双波，但这些问题在实际活件装配时很难避免。2改进措施2．1解决焊缝根部未焊透2．1．1采用新型工艺方案针对单面焊加垫片全熔透焊缝普遍出现的根部未焊透问题，为保证焊缝的有效熔深不低于盖板厚度，达到设计和德国标准SN200的要求，我们进行了如下试验：(1)如图2所示在盖板下端靠近坡口部位距离坡口尖端6～8mm处放置宽10一15mm、厚5—6mln调整垫，调整垫起到控制焊缝金属高度和直线度的作用。然后在坡口尖端到调整垫之间进

7、行焊接，再对焊缝打磨处理，确保焊缝质量和打磨质量，使焊缝金属起到保证和增补焊缝有效深度的作用。图2调整垫放置示意图(2)如图3所示，垫板与侧板装配调整好后，组装检验合格的盖板，调整合格后进行焊接。图3增加调整垫后的焊接示意图焊接后采用大K．探头UT检验，发现仍存在多处根部轻微熔合不好，当量值超曲线4—10dB(多数为5—6dB)，如果不是长度超过25mm，均属于标准合格范围(当量值超曲线10dB以上为不合格)，而选用小K，探头检测时，只发现极少量当量值超曲线4一10dB的轻微缺陷。由此可见，采用上述在坡口背侧增补焊缝金属的焊接方法后，焊缝