中厚板T型焊缝“双人三同时”焊接技术

张泉谷，张飞，童林浪 （长江精工钢结构（集团）股份有限公司，安徽 六安 237161）

1 概述

目前国内普遍采用三种方法来保证焊接H型钢主角焊缝全熔透。

①坡口面打底、填充反面气刨清根法：通常采用腹板开坡口留钝边，反面气刨清根，此种方法气刨清根工作量大、工作环境恶劣、消耗辅材量大，工期长效率极低等，已渐渐被公司所弃用。

②留间隙打底反面成型法：一般采用腹板开坡口不留钝边，组立时留间隙4mm～5mm，采用二氧化碳气体保护焊打底焊接反面成型的工艺，这种工艺对焊接人员的技术要求很高，如果焊接人员技术达不到技工，采用留间隙打底反面成型法合格率较低。也不是理想的全熔透焊接工艺方案。

③陶瓷衬垫法：通常腹板开单面坡口，留间隙，在一侧添加陶瓷衬垫，防止焊穿，此种方法操作复杂，而且陶瓷衬垫价格较贵，不建议推广。

在上述基础上，根据CO气体保护焊的熔池特点，考虑需要保证焊缝探伤合格，公司提出了“双人三同时”焊接技术，即双人同方向同焊接参数同熔池的焊接技术。

2 双人三同时焊接技术实施过程

2.1 H钢套料及开坡口

H钢腹板下料-3mm～-5mm，对于腹板≥16mm的全熔透焊缝开双面坡口K形坡口，坡口宽度控制在16mm～18mm。坡口不留钝边，留4mm～6mm间隙（同批次的构件用统一厚度的垫板，见图1所示）。

图1 全熔透双面坡口形式

2.2 焊道部位打磨

H钢坡口位置及翼缘中间的焊缝位置两侧各50mm范围内的割渣、氧化皮、铁锈等杂质打磨干净，呈金属色（腹板坡口面采用磨光机打磨，翼缘板采用砂带机打磨）。

2.3 H钢组立

为了有效地保证双弧打底要求，全熔透焊缝组立时留间隙4mm～6mm，且每隔500mm～600mm采用1块5mm的垫板控制间隙。定位焊点在垫板10mm以内位置，并且组立时用记号笔将垫板位置标注清楚，方便焊工气刨清除。定位焊间距与垫板间距一致，间隔500mm～600mm，定位焊长度50mm。组立时H钢截面要放焊缝收缩量3mm～5mm。具体见图2所示。

图2 H钢组立要求

2.4 气保焊焊接参数

双弧采用横焊打底，直线焊接，不允许摆弧。具体打底、填充的焊接参数见表1所示。

表1 打底、填充焊接参数

2.5 焊接规范

双弧打底焊采用横焊，在构件两侧同时进行打底，并且打底时在前的采用左焊法（明弧），在后面的采用右焊法（暗弧）。双弧间距控制10mm＜S＜30mm的位置（见图3所示）。

图3 双弧打底间距

左焊法焊接在前，右焊法焊接在后。在打底过程中左焊法的焊丝位置必须伸过两面坡口夹线长度＞1mm，右焊法的焊丝位置在两面坡口面的夹线上。具体见图4所示。

图4 左焊法、右焊法

打底焊从垫板及定位焊位置向两端进行双弧打底顺序，见图5所示。

图5 双弧打底顺序

打底焊完成后，将构件放平进行填充，焊缝填充至约与焊缝平-3mm～-5mm时，使用碳弧气刨将垫板刨除，垫板刨除时为了确保全熔透焊缝的质量，必须向垫板两边多延伸30mm～50mm。垫板刨除后再将焊缝填平。填充的焊接参数见表2所示。

表2 填充焊接参数

为减小打底焊变形，双弧打底焊接的顺序见图6所示。

图6 打底焊接顺序

实际焊接操作照片见图7、图8所示。

图7 焊接实际操作照片1

图8 焊接实际操作照片2

2.6 焊后UT探伤合格及焊后熔池无缺陷

见图9所示。

图9 端铣后焊缝熔池无缺陷

3 效益分析

厚板H钢全熔透焊缝留间隙不清根技术与焊缝清根技术相比，减少了碳棒的使用量，减少了焊丝的填充量。以H700×500×35×50×7400 的 H 钢一根为例，从工艺方式的成本、效率进行综合对比分析（见表3所示）。

4 结论

中厚板（腹板厚度≥16mm）T型“双人三同时”焊接技术，腹板开双面坡口，不留钝边，间隙4-5mm，双弧打底，不用气刨清根，直接气保焊打底及填充保证全熔透的新焊接工艺。通过大量的验证，焊后合格率达98%以上，此工艺是公司在全熔透焊接工艺上的重大突破，作为重大工艺创新，大大提高了焊接质量、效率，降低了生产成本，为后期同类型构件制作提供了可借鉴作用。