超厚板的自动化焊接技术研究

徐宝军

身份证号：230102197310142411

摘要：近年来，我国工业建设非常迅速，为我国整体经济建设贡献了非常大的力量。在当前工业生产发展中，机械设备的要求越来越高，这一点在机械设备的应用方面同样也得到了较为理想的表现，为了更好地实现对于机械设备后续应用价值的有效保障，必然需要切实把握好对于焊接操作的优化控制，确保其焊接能够具备更高的准确性和强度，从焊接技术入手进行优化创新也就显得极为必要。

关键词：超厚板；自动化焊接及应用

我国科学技术的快速发展，使我国各行业发展非常迅速，很多先进技术运用到各行业，使其发展更为迅速。通过对100mm与120mm厚的板进行多层多道自动化焊接的工艺试验，获得了适合横焊和平焊的自动化焊接程序的路径以及工艺参数。对工艺评定件进行超声波探伤、拉伸、冲击、硬度测量以及弯曲等试验，结果均满足要求。

1自动化焊接技术概述

自动化焊接技术主要就是指将自动化技术和机械化技术有效应用到焊接操作过程中，确保焊接操作能够表现出更强的实际效益，相对于传统手动焊接操作，这种自动化焊接新技术的应用优势是比较明显的。在以往手动焊接操作中，其对于焊接人员的依赖性比较大，需要确保其相应焊接操作能够在前后左右移动中表现出更强的准确性，一旦焊接人员出现了较为明显的偏差失误，必然会严重影响到最终的焊接质量效果，导致焊缝无法符合相关标准要求，最终形成较为明显的隐患，在后续长期应用中带来明显威胁。结合这种自动化焊接新技术的有效应用，其能够较好地实现导轨床体、转动转台、转动机构以及气动尾顶滑台机构的灵活布置，促使其能够实现有序转动和前后左右移动，进而也就能够辅助焊接操作形成理想的焊接处理效果。当然，这种自动化焊接新技术对于相关控制指令的要求比较高，需要确保其能够较好实现对于相关焊接需求的有效满足，调节控制能够较为规范有序，避免可能在焊接处理过程中形成较为明显的操作失误。基于此，相应焊接操作必然也就需要确保数字化技术的引入较为协调，能够表现出更强的精确度，焊接的轨迹能够更为合理，尤其是对于一些相对复杂的焊接需求，更是需要进行详细处理，保障其能够表现出更强的流畅性，避免任何环节可能出现不当问题隐患。

2超厚板焊接特点

超厚板焊接时填充焊材熔敷金属量大，焊接时间长，热输入总量高，构件施焊时焊缝拘束度高、焊接残余应力大，焊后应力和变形大。焊接施焊过程中，易产生热裂纹与冷裂纹以及层状撕裂。厚板在焊接前，钢材的温度较低，焊接开始时电弧的温度高达1250~1300℃，厚板在板温度冷热骤变的情况下，温度分布不均匀，使得焊缝热影响区易产生淬硬--马氏体组织，焊缝金属变脆，产生冷裂纹的倾向增大。产生层状撕裂的主要原因是由于板材厚度方向上的焊接应力达到一定值后，在夹渣物间断产生缺口效应，造成应力集中，当它超过材料的变形能力后裂纹就沿着平面方向扩展，产生层状撕裂，整个过程发生的时间非常短，破坏突然。层状撕裂不同于通常发生在焊缝上的热裂纹和冷裂纹，它是发生在热影响区和靠近热影响区母材上的一种特殊裂纹。层状撕裂通常发生在T型接头、十字接头和角接接头等。

3焊接工艺

3.1焊接的总体思路

对于那些很长而且很直并且很适合平区域焊接的焊缝，应该优先使用气保焊，之后使用埋弧焊实行填补，平面焊接作用，对于下面状况使用二氧化碳等气体保护焊。节点很复杂，实施焊接工作的地方非常小，焊接应用难度非常大的部分。构件加劲板等部位，优先应用实心的焊丝气保焊，之后在进行填补，应用药芯气体保护焊实行焊接。对于那些箱型内隔板，箱型柱封闭之后不能够实施焊接的焊缝，使用电渣焊装备实行焊接。

3.2焊接用料

（1）Q35钢材的焊接使用的是E50形式的焊条，焊条应该要符合国家规定，即《低合金钢焊条》GB或者是T5118的规定。Q420钢材的焊接使用应该是E55形式的焊条，焊条应该需要符合国家准则《非合金钢及细晶粒焊条》GB或者是T5117-2012和《热强钢焊条》GB或者破是T5118-2012的标准。

（2）自动焊或半自动焊的焊丝和焊剂应与母材相匹配，焊剂应该需要符合《埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂》和《低合金钢埋弧焊用焊剂》，焊丝应该需要符合现在标准《熔化焊用钢丝》或者是《气体保护焊用钢丝》的规定。当不一样强度的钢材焊接的时候，焊接用料的强度应按照强度高低实行钢材的选用。

3.3焊接方法和接头形式

为了能够保证焊接工艺评定试验可以全面覆盖工程钢结构焊接内容，需要对于焊接种类实行总结性探析。针对不一样的材质和板子厚度，使用不一样的焊接办法，工厂实际制作的时候不一样焊缝使用不一样的焊接位置及其接头形式。本次工程主要使用的钢材质量为Q345和Q420，钢材板的主要是厚度大概是16到150毫米，它的实行焊接办法大概是电弧焊，二氧化碳保护焊，埋弧自动焊等等，焊接方位和焊接接头形式主要是有以下几个。

(1)电弧焊，对接、定位焊、角接，平焊，横焊，立焊。

(2)二氧化碳保护焊，对接、定位焊、角接，平焊，横焊，立焊。

(3)埋弧自动焊，对接，角接，T型，平焊。

(4)电渣焊，T型，立焊。

4焊接工艺评定

4.1焊接工艺评定

构件在进行加工制作以前，对首次据本工程钢结构的设计节点形式、钢材类型、规格、采用的焊接方法、焊接位置等，制定焊接工艺评定方案，模拟相对应的焊接工艺评定计划书，并且根据计划书要求对于焊工实行焊接工艺试验进行焊接。之后应该由具有与之相应的质量检查部门进行检查试验，并且还需要根据焊接工艺评定报告。焊接工程师需要根据焊接工艺评定报告拟定与之相对应的焊接工艺规定，用于本项目的实际加工制作。

4.2焊接工艺规程应该包括下面几个内容

焊接办法，钢材级别，厚度及其使用范围，焊接接头形式，焊接位置，焊接顺序，焊接层道布置，焊接装备，焊材，焊接温度，消除应力措施，试验结果等。

4.3焊接工艺技术要求

焊接工作实施以前，需要依据本工程的焊接工艺评选结果，制定专门的焊接工艺规程，用来指导焊接施工。焊接施工工艺的规程应该详细的反应在使用的每一种焊接办法，焊接区域，焊接参数，预热范围和温度，焊接长度，每一层之间的温度监管，消除应力的措施等每一项必须要素。

结语

获得了一套适用于不同板厚的自动化焊接程序及适用于厚板横焊以及平焊的焊接工艺参数。对100mm与120mm厚的Q345Ｒ板进行自动化焊接的工艺评定，获得的超声波探伤、拉伸、冲击、硬度以及弯曲等性能均满足要求。对5m长的产品工件进行自动化焊接，且一次性探伤合格率达90%以上。

参考文献

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［2］邹增大，李亚江，尹士科．低合金调质高强度钢焊接及工程应用［M］．北京:化学工业出版社，2004．

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