建筑钢结构中的双弧双丝埋弧焊工艺.doc

建筑钢结构中的双弧双丝埋弧焊工艺上海美联钢结构（201613） 熊海东 摘要 双丝双弧埋弧焊用于建筑钢结构焊接H型钢及BOX箱型的生产制作中，可以大幅度提高生产效率。在焊接腹板较厚的H型钢时，可以进行不开坡口的全渗透焊接。介绍了经过多次实验及长期的生产实践总结出来的双丝双弧埋弧焊焊接工艺。关键词：双丝双弧 全渗透 熔深TWIN ARC TWIN WIRE SAW WELDINGPROCESS IN CONSTRUCTION STEELUSAS Metal System Xiong Haidong Abstract Twin arc twin wire SAW used in build H section steel and BOX production，can increase efficiency greatly. When the main fillet weld of H section steel is to be complete penetrated, the web plate need not to be grooved. With times test and longtime practice, the twin arc twin wire SAW welding process is introduced in the article.Key words：twin arc twin wire complete penetration penetration0 前言随着建筑钢结构在国内的发展，以及钢结构设计、制作水平的提高，传统的小车埋弧焊已经逐渐被高效率的门架式埋弧焊替代。近年来，越来越多的钢结构企业开始采用双丝双弧埋弧焊设备，来进一步提高生产效率以及焊缝质量。双丝双弧埋弧焊以其高效率、大熔深、高焊缝质量、逐渐被越来越多的厂家使用。然而，由于双丝双弧埋弧焊在国内发展时间较短，应用水平参差不齐，造成不少钢结构厂家设备没有充分利用，投资没有达到预期的收益。本文特别介绍经过多次实验，以及长期实践应用的双丝双弧埋弧焊的焊接工艺。1 双弧双丝埋弧焊的特点在焊接厚板时，若采用单丝埋弧焊，加大焊接电流和电弧电压，虽然可以增加焊丝填充量，提高焊接速度，但是由于热输入量大，热循环过程快，会引起焊缝金属组织粗大，冲击性能降低。而且，熔化金属可能来不及摊开，造成焊缝成型不美观。双丝双弧埋弧焊由于是双电弧单熔池，不仅实现高速焊接，而且热循环过程相对较慢，有利于焊缝中微量元素的扩散，提高焊缝性能。双丝双弧埋弧焊采用双电源，双焊丝（电极），前道直流后道交流。前电极为直流，采用大焊接电流低电弧电压，充分发挥直流电弧的穿透力，获得大熔深；后电极为交流，采用相对较小焊接电流大电弧电压，增加熔宽，克服前道大电流可能形成的熔化金属堆积，配合高速度焊接，从而形成美观的焊缝成形。由于前道电弧给后道焊接提供了预热功能，还可以大幅度减低电力消耗。2 焊接H型钢双丝双弧埋弧焊工艺2.1 双丝双弧埋弧焊设备及材料设备采用双电源LINCOLN 之DC-1500、AC-1200，双电极（焊丝），控制箱为NA-4、NA-3S，另配集成控制箱，焊丝采用锦泰4.0、4.8mm埋弧焊丝，焊剂采用锦泰SJ101焊剂，工件母材为Q345B钢板。2.2 焊接H型钢主焊缝非全渗透焊接这一焊接工艺大部分钢结构厂家都能适当应用，也是目前双弧双丝埋弧焊在建筑钢结构生产中最广泛的用法。但是，前后电极间距、焊丝伸出量、以及电流电压和速度的配比不恰当的也不少见。相当多的焊接工程师错误的认为，双丝的目的在于增加熔敷金属量而提高效率，即原单丝需要焊接4道的，采用双弧双丝后，仅需2道即可完成焊接。所以他们的工艺参数偏向于大电流而低速度，由此容易造成熔深过大，焊缝成形差，焊缝性能低等问题。实际上，双丝双弧埋弧焊主要在于通过提高焊接速度来提高效率，即增加的熔化金属被快速分摊到较长的焊缝里，从而不仅实现高速焊接，还获得优良的焊缝。焊接示意图如图1，焊接工艺参数如表一图1焊接H型钢主焊缝非全渗透焊接表一：焊接H型钢主焊缝非全渗透焊接工艺参数腹板厚度（T，mm）81012161824焊接电流（A）DC=750DC=825DC=900DC=1075DC=1100DC=1100AC=550AC=600AC=700AC=750AC=850AC=850电弧电压（V）DC=28DC=30DC=32DC=34DC=37DC=37AC=30AC=33AC=34AC=36AC=39AC=39焊丝直径(mm)4.84.84.84.84.84.8电极角度（）DC=0 AC=12DC=0 AC=12DC=0 AC=12DC=0 AC=12DC=0 AC=12DC=0 AC=12焊接速度（mm/min）170012701000740540370电极间距（S，mm）161619191922焊丝伸出长度（mm）253238455050焊脚尺寸（K ，mm）6.58101316192.3焊接H型钢主焊缝的全渗透焊接大部分钢结构厂家不能充分利用双丝双弧埋弧焊的这一功能。由于技术的进步或特殊行业、结构形式的需要，很多情况下（例如化工行业的钢柱、钢梁，工业厂房的吊车梁等等），焊接H型钢的四条主焊缝要求全渗透，焊接完成要进行UT探伤。对于腹板较厚的焊接H型钢，常规工艺是采用开破口、气保焊打底配合清根实现全渗透焊接。在双丝双弧埋弧焊条件下，22mm以下腹板可以不开坡口而直接实现全渗透焊接，从而避免了开坡口、气保焊打底、清根等工序，不仅大幅度提高了生产效率，还降低了焊接变形，大幅降低了成本。焊接示意图如图2，焊接工艺参数如表二图2焊接H型钢主焊缝的全渗透焊接表二：焊接H型钢主焊缝的全渗透焊接腹板厚度（T，mm）101214161822焊接电流（A）DC=850DC=950DC=1000DC=1025DC=1075DC=1100AC=575AC=650AC=700AC=750AC=800AC=850电弧电压（V）DC=30DC=32DC=33DC=34DC=36DC=37AC=32AC=33AC=34AC=36AC=38AC=39焊丝直径(mm)DC=4.8DC=4.8DC=4.8DC=4.8DC=4.8DC=4.8AC=4.0AC=4.8AC=4.8AC=4.8AC=4.8AC=4.8电极角度（）DC=0 AC=15DC=0 AC=15DC=0 AC=12DC=0 AC=12DC=0 AC=12DC=0 AC=10焊接速度（mm/min）12701020900762610450电极间距（mm）161919191922焊丝伸出长度（mm）253238455050焊脚尺寸（K ，mm）6.38101114162.4 箱型柱四条主焊缝的全渗透焊接这一焊接工艺只有重型钢结构厂才会用到。其工艺参数及要点如图3-图6。图3第一道 1.DC=620A 32V，AC=620A 40V， 速度=880-950mm/min； 2.注意焊缝不可太高，尤其不可凸出； 3.焊道如有咬边应降低电流，调慢速度。图4第二道起 DC=700880A 3437V，AC=700880A 3740V，速度=700850mm/min焊接到盖面前一道时，如有高低不平应单丝补焊电流650A 电压32V速度 825mm/min，或手工补焊填平。图5盖面道 DC=750800A 3437V，AC=750A 38V ，速度=600700mm/min其它注意事项：焊丝伸出长度40mm；电极间距3035mm；先DC起弧，5-7秒再AC起弧。图6 3 结论1）双丝双弧埋弧焊是先进工艺方法，由于实现了高速焊接，可以大幅度提高生产效率；2）有利于改善焊缝成形及焊缝性能；3）制作焊接H型钢腹板较厚时，可以不开坡口实现