箱形梁与法兰焊接问题研究

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1、，箱形梁与法兰焊接问题研究吕仲蔡森华王晓芳申国庆王国科(长治清华机械厂，长治046012)摘要：详细分析了影响箱形粱与法兰焊缝质量的主要因素，通过开展焊接工艺研究，最终确定了焊缝的坡口形式和焊接参数，解决了箱形梁-9法兰的焊接问题，焊缝质量达到了I级焊缝要求，同时为箱形梁的批量生产奠定了基础。呤关键词：I级焊缝；坡口形式；焊接参数ResearchonBoxBeamandFlangeWeldingLvZhongCaiSenghuaWangXiaofangShenGuoqingWhangGuoke(ChangzhiQinghuaMachineryFactory,Cha

2、ngzhi046012)Abstract：Thepaperanalyzesthemainfactorsinfluencingtheweldingoftheboxbeamandtheflangeindetail．Throughtheweldingtechnologyresearching，theweldgrooveformandweldingparametersalefinallyobtained．TheresearchnotonlysolvestheboxbeamandflangeweldingproblemswiththeweldqualityreachingI

3、classweldingrequired，butalsoincreasestheboxbeambatchproductivity．Keywords：Iclassweld；grooveform；weldingparameter1引言某种箱形梁为重要的受力件，梁与梁之间靠法兰连接，而法兰是焊接在梁上的，因此，法兰与梁之间的焊缝为重要的受力焊缝，要求为T型全熔透结构，而且需要进行超声波或射线探伤，达到GBll345I级方为合格。可以说，法兰焊缝质量的好坏直接决定了整个梁质量的好坏。2结构简介该箱形梁为焊接结构件，主要由上盖板、下盖板、腹板、肋板、加强板和法兰板等焊接而成

4、。箱形梁的外形尺寸为16000mmx2500mmx3000mm。重量约为80t。正面焊接四个法兰，背面焊接两个法兰。梁上各板和法兰用材料均为Q345B，法兰板厚100mm。与法兰相连接的肋板厚40mm。单就材料而言，Q345B材料的焊接性能较好，但在此箱形梁焊接过程中，由于左右肋板与法兰焊接时受焊接位置和操作空间限制，焊接面到腹板距离高度不足500mm，焊接操作性差，不适用自动焊接设备焊接。如图1所示，只能采用手工焊接，但是由于肋板厚度较厚和操作位置限制等因素，想要达到I级焊缝质量存在困难。图1肋板与法兰焊缝3初次工艺方案考虑到上下盖板与法兰平齐，焊接时不受空间所

5、限，拟采用埋弧焊。坡口设计为单边45。坡口，留钝边2mm。左右肋板与法兰焊接时需将箱形梁翻转90。，作者简介：吕仲(1973一)，212程师，机械制造工艺与设备专业：研究方向：焊接技术研究及产品质量技术。收稿日期：2011-10-1832嘲造技术研究舰天制造技术即法兰面朝下时才能进行焊接，如图l所示位置。采用手工焊接，考虑到使用焊条电弧焊时清渣困难，采用At+C02混合气体保护焊【lJ，由于肋板厚度达到40mm，手工焊接劳动强度大，为了外侧焊缝打磨和视线方便，坡口设计为不等边K型坡口，留钝边5mm，如图2所示。焊接时先焊接肋板和盖板形成的腔内侧四周焊缝，外侧焊缝碳

6、弧气刨清根部后焊接。焊接位置、焊接方法和焊接材料选择见表1。根据焊接工艺试板确定的工艺参数见表2。．．板井侧L上i[口倒卜、一肋扳P烈／飞3jf‘、图2K型坡口示意图表1焊接位置、焊接方法和焊材选择焊接位置坡口形式焊接方法焊接材料规格／mm上下盖板与法兰单边45。坡口，钝边2mm埋弧焊H10Mn2HJ431：I左右肋板与法兰K型坡口，钝边5mm混合气体保护焊ER50-6表2焊接工艺参数焊接方法电流X／A电压UN焊接速度v／mm·IIlin_l气体流量v／L·m缸’埋弧焊5∞～7∞32～36430～600混合气体保护焊200～28024～3230D～45015～20

7、表2中焊接工艺参数给出了一个范围，在实际焊接过程中，还需要做具体的调整，同时，为了保证焊缝质量，焊前坡口两侧需预热loo～150℃，层间温度控制在100～350"C之间【2】’实际焊接过程如图3所示。a采用埋弧焊焊接法兰与盖板焊缝b采用手工焊焊接法兰与肋板焊缝图3实际焊接过程图4超声检测后缺陷分布图焊接完成后，经超声波检测发现，采用埋弧焊焊接的法兰与上下盖板焊缝质量一次合格，达到了GBI1345I级焊缝要求。但采用手工焊焊接的法兰与左右肋板焊缝均出现不同程度的缺陷，主要有气孔、未熔合和夹渣，如图4所示。经认真分析，造成焊缝不合格的原因主要有以下几种：a．焊接位置限

8、制，以前焊