厚壁腹板的焊接H型钢制作焊接工艺创新.docx

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1、附件：厚壁腹板的焊接H型钢制作焊接工艺创新江苏省电力建设第三工程公司背景对于质量等级为二级全熔透焊接角焊缝的厚壁腹板焊接H型钢制作的焊接，以往在国内 各大中型钢结构厂的加工均采用单V型坡口焊接，反面碳弧气刨清根的焊接工艺，因焊接T 型接头要求全熔透，焊接的主要难点是根部冷却速度过快，三个方向冷却，焊缝熔深较浅，一 般700A电流T型接头船形焊缝，埋弧自动焊熔透深度只有23mm，无法确保焊缝全熔透。 通常采用的焊接工艺为开2/3t坡口，坡口角度为45-55度，反面碳弧气刨清根1/2t,打磨 清理焊接。此种焊接方法的缺点是，清根难度大，焊工的工作环境差，清根的一侧，填充金属 多，正反面热输不均匀，

2、造成较大的角变形，且无法采用机械校正，火焰校正工作较大，氧乙 炔浪费严重。通过技术革新，改善焊接工艺，使焊接H型钢角焊缝不清根，控制角变形，且 确保焊透，为厚壁腹板焊接H型钢制作焊接工艺摸索出成熟的经验。实施内容：在电力工程施工中，焊接H型钢应用非常广泛，尤其是厚壁腹板焊接H型钢。我公司以 往承接的工程中，每期工程需要现场制作的焊接H型钢，少则数百吨，多则数千吨，工作量 较大。传统的工艺，对于全熔透焊缝，采用埋弧自动焊船形焊接方式，腹板采用单面V型坡口， 反面碳弧气刨清根，直到露出正面焊缝熔敷金属，打磨后再进行焊接。按传统工艺施工，施工 进度慢，成本高，难以满足现场施工要求。经过仔细研究和多次

3、现场试验，终于取得了突破性 成果。现状1：腹板坡口加工时，预留钝边偏差大。以往的坡口加工，大都采用：钢板上放置轨道，半自动切割机切割坡口时，在轨道上行走。由于钢板和轨道均存在平整度偏差，造成切割出来的坡口钝边偏差大，严重影响焊接质量。对策：在用半自动割刀切割坡口时，取消轨道（半自动割刀直接在钢板上行走），采用自 制的滑轮导向，以钢板的边线为基准线。这样切割出来的坡口钝边，尺寸偏差很小（钝边厚度 偏差小于0.5mm）,坡口成形良好，完全能满足自动焊焊接施工工艺技术要求。现状2 :传统的焊接H型钢施工工艺，焊接全熔透T形焊缝，采用碳弧气刨反面清根，工 人工作环境差，劳动强度大，工作量大，效率低，氧

4、乙炔气体和砂轮片消耗量大，成本高，施 工进度很慢。对策：将H型钢厚壁腹板坡口改为双面V型坡口，坡口角度进行了改进，同时，对焊接 规范进行了改进，为加大熔深，对电流、电压、焊接速度及熔宽、熔深进行了认真的研究。经 过反复试验，终于成功克服了反面清根的难题，在反面不进行碳弧气刨清根时，同样能达到焊 接质量要求，对所焊接的厚壁腹板焊接H型钢，超声波无损检测一次合格率达到99.5%。现状3：传统工艺加工焊接H型钢，腹板与翼缘板之间的焊接角变形大且不等称，无法采 用机械矫正，采用火焰矫正需消耗大量的氧乙炔气体和大量的人工，工人的劳动强度很大。特 别是对焊接应力，焊接H型钢T型接角变形火焰校正横向应力可以

5、释放，纵向应力无法释放， 给H型钢产生了较大的内应力。对策：腹板采用双面V型坡口，调整坡口的形状与尺寸，调整埋弧自动焊工艺参数，选用 合适的装配顺序和焊接顺序。经现场反复试验，确保了全熔透焊缝的焊接质量，有效地控制了 焊接变形。焊接H型钢焊后，经过检验，满足了工艺要求。工人劳动强度小，施工效率高。正面焊接试样制作焊接指导反面焊接焊接检验机械矫正无损检测成品创新工作原理示意图:传统方法坡口形式正面焊接（第一道）反面清根创新方法坡口形式正面焊接第一道焊缝反面焊接第一道焊缝正面焊接第二道焊缝项目实施效果：1、原方案：埋弧焊焊接H梁焊接工艺评定方案，质量等级为一、二级全熔透焊接角 焊缝，以往在国内各大

6、中型钢结构厂的加工均采用K型坡口焊接，反面碳弧气 刨清根的焊接工艺，因焊接T型接头要求全熔透，焊接的主要难点是冷却速度过 快，温度较低，焊缝熔深较浅，无法确保焊缝全熔透。通常采用的焊接工艺为开 2/3t坡口，坡口角度为45-55度，反面碳弧气刨清根1/2t,打磨清理焊接。 此种焊接方法的缺点是，清根工作量大，工期长，焊工的工作环境差，清根的一 侧，填充金属多，正反面热输不均匀，造成较大的角变形，且无法采用机械矫正， 火焰矫正工作较大，氧乙炔浪费严重。2、创新后方案：埋弧焊焊接H梁焊接采用的焊接工艺为开1/2t坡口，坡口角度为50 60度，提高电弧电压，增大熔深，使第一层熔深达到4-5mm，在背

7、面焊接不 清根的情况下熔深仍到达4-5mm，熔核完全融合，根部未熔消除。由于未进行 背面清根，重复热输入减少，降低了焊接变形和焊接残余应力，矫正工作量减少， 节约了氧乙炔的使用量。也节约了大型机具的使用。通过技术革新，改善焊接工 艺，修改焊接工序，使焊接H型钢角焊缝不清根，控制角变形，且确保焊透， 为厚壁腹板焊接H型钢制作焊接工艺摸索出成熟的经验。此方法在海阳现场已 成熟采用，焊接了 290根焊接H梁，一次合格率达到99.5%，得到了监理和业 主的一致认可和好评。3、经济效益和社会效益：在山东海阳核电290根（重约1000吨）焊接H梁制作中，原方案与创新后方案全熔透焊缝焊材消耗对比。（一 X焊

8、材消耗分析序 号工件规格mm焊脚尺 寸原方案焊材消耗创新后方案焊材消耗备注焊丝kg/m焊剂kg焊丝kg/m焊剂kg116/25W8土 12.03.01.21.8216/30W8土 12.03.01.21.8320/30W1013.04.51.82.7420/36W1013.04.51.82.7520/40W1013.04.51.82.7（二）.设备、辅材消耗分析序 号名称原方身卷清根创新后方案不清根备注单位消耗量总消耗数量单位消耗量总消耗数量1碳棒8根/m93600 根8根/m300根创新后TU- 方案碳棒仅返修用300根2空压机8台班/根1248 台班8台班根4台班3角向砂轮片0.5 片/m11700 片0.5 片/m5850 片4大功率焊机（碳弧气刨 用）8台班/根1248台班8台班根4台班5埋弧焊焊机4台4992台班4台800台班6氧气2/根5800.5/根1457乙炔1/根2900.25/根72.5（三X原方案、创新后方案人工消耗对比序 号焊缝总长m原方案创新后方案节约人工焊接人工辅助人工焊接人工辅助人 工1117001920工/日1248工/日1600工/日4工/日1564工/日焊工按每工/日278元计共节约1564x278 = 434792元原方案消耗焊丝 11700 x 3.0 - 1.2=29250kg/ 焊剂 11700 x 4.5 -1.5=35100kg