一种中厚板双面双机器人T型接头立角焊不清根焊接方法技术

本发明专利技术公开了一种中厚板双面双机器人T型接头立角焊不清根焊接方法，包括以下步骤：装配T型接头；将焊枪的焊接轨迹设置为近似直角三角形，轨迹往复摆动并使得焊缝紧贴T型接头的侧壁和焊缝根部；采用熔化极气体，利用两把焊枪在T型接头的焊缝处双面共同焊接，并且焊接时两个焊枪一前一后交叉；其中，一面焊枪焊接时，另一面焊枪保持一定间距同速同向焊接。本发明专利技术能够解决现有技术在焊接时位置受限、焊接效率低、变形难以控制、背面需碳弧气刨清根、焊缝填充量大等诸多问题，相比于现有的焊接方法更为高效、高质、节能、降低耗材。此外，本发明专利技术能够提高焊接效率，减少焊接填充量并且将多次焊接整合成一次焊接。

A kind of welding method of T-joint with double sides and double robots for medium thick plate

【技术实现步骤摘要】
一种中厚板双面双机器人T型接头立角焊不清根焊接方法
本专利技术涉及一种焊接方法，更具体地说，涉及一种中厚板双面双机器人T型接头立角焊不清根焊接方法。
技术介绍
金属的焊接，按其工艺过程的特点分有熔焊,压焊和钎焊三大类。焊接过程中，工件和焊料熔化形成熔融区域，熔池冷却凝固后便形成材料之间的连接。这一过程中，通常还需要施加压力。焊接的能量来源有很多种，包括气体焰、电弧、激光、电子束、摩擦和超声波等。厚度不同的两块钢板对接时，为避免截面急剧变化引起严重的应力集中，常把较厚的板边逐渐削薄，达到两接边处等厚。对接接头的静强度和疲劳强度比其他接头高。在交变、冲击载荷下或在低温高压容器中工作的联接，常优先采用对接接头的焊接。低合金高强钢结构在集装箱起重机、轮胎吊、龙门吊、散货机械、海上浮吊、船舶等装备中广泛应用。如：岸桥中前后大梁、上下横梁和立柱等结构钢材料为Q345或A709钢，而大梁结构板厚多为8-14mm。如图1a所示，传统T型接头全熔透焊接多采用手工电弧焊和半自动焊接，焊接效率低，在设计及施工上为单侧V型坡口或K型坡口，先焊接正面坡口、从反面碳弧气刨清根、刨槽、打磨、再进行焊接。这种工艺的缺点是工序多、生产周期长、生产效率低，并且工人劳动强度大、生产环境恶劣。中厚板钢结构T型接头以手工CO2气体保护焊进行全熔透焊接，焊后变形难以控制，校正困难，从而增加额外成本。目前实现中厚板全熔透不清根的焊接工艺大多数以埋弧焊作为主要的研究方法，如专利CN104942412《一种埋弧焊中薄板背部不清根工艺》、专利CN104057176《不开坡口不清根I型全熔透焊缝钢结构件的方法》等。由于埋弧焊具有大电流大熔深的特点，易于实现全熔透不清根，但受到焊接位置的局限，只能适用于平焊(1F)。针对T型、工字型、H型等大型钢结构件实现立焊(3F)位置时，全熔透焊接就需要进行先翻转后焊接的工序，而类似大型箱梁结构不便于翻转。因此，现有技术为实现立焊只能人工进行施焊，焊接效率低，产生噪音及烟尘对工人身体造成极大伤害。另一方面，中厚板T型接头结构钢实现立角焊(3F)全熔透焊接、并且采用CO2气体保护焊时，当板厚≥6mm时需要开坡口进行施焊，另外为了保证接头实现全熔透，需要背面碳弧气刨清根，再进行背面施焊。由此可见，现有技术工序多、周期长、焊接成本高，不易于实现自动化焊接。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术的目的是提供一种中厚板双面双机器人T型接头立角焊不清根焊接方法。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种中厚板双面双机器人T型接头立角焊不清根焊接方法，包括以下步骤：装配T型接头；将焊枪的焊接轨迹设置为近似直角三角形，轨迹往复摆动并使得焊缝紧贴T型接头的侧壁和焊缝根部；采用熔化极气体，利用两把焊枪在T型接头的焊缝处双面共同焊接，并且焊接时两个焊枪一前一后交叉；其中，一面焊枪焊接时，另一面焊枪保持一定间距同速同向焊接。进一步地，T型接头装配时的根部间隙为0-3mm。进一步地，T型接头装配时不开坡口。进一步地，焊接轨迹设置为近似等腰直角三角形；在焊接轨迹上设置第一矢量点、第二矢量点和第三矢量点，其中第一矢量点和第三矢量点分别对应等腰直角三角形的两个锐角，第二矢量点对应等腰直角三角形的直角；焊接轨迹的摆动顺序为：第一矢量点-第二矢量点-第三矢量点。进一步地，焊接轨迹在完成一次第一矢量点-第二矢量点-第三矢量点的焊接后进入下一个摆动周期，此时焊点位置前移，在新的初始位置进行下一个摆动周期。进一步地，焊枪在每一个矢量点停留的时间为0.3s，焊枪的摆动速度为140-150cm/min。进一步地，两把焊枪均采用直径为1.2mm的药芯焊丝，并采用99％的二氧化碳气体保护。进一步地，焊枪焊接电弧间距为20-40mm。进一步地，焊接电流为230-240A，电压为27-28V，焊速为11cm/min。在上述技术方案中，本专利技术能够解决现有技术在焊接时位置受限、焊接效率低、变形难以控制、背面需碳弧气刨清根、焊缝填充量大等诸多问题，相比于现有的焊接方法更为高效、高质、节能、降低耗材。此外，本专利技术能够提高焊接效率，减少焊接填充量并且将多次焊接整合成一次焊接。附图说明图1a和1b是传统焊接方法和本专利技术焊接方法的对比示意图；图2是本专利技术方法的流程图；图3是本专利技术双面双弧焊接装配形式的示意图；图4a和4b是焊枪三角形摆动顺序的示意图；图5是本专利技术焊枪三角形摆动路径的一种实施例示意图；图6是本专利技术双面交错立焊示意图的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例进一步说明本专利技术的技术方案。本专利技术公开一种中厚板双面双机器人T型接头立角焊不清根焊接方法，其与现有技术的主要区别可参照图1a和1b的对比图所示。在现有技术中，如图1a所示，待焊接的两块中厚板的厚度分别是T1和T2，当中厚板的板厚≥6mm时，焊接工艺需要开坡口进行施焊，因此图1a中厚度为T2板的尖端、与厚度为T1板相连接的地方开有坡口。与之相比，图1b中同样是相同的两块中厚板，但是厚度为T2的板与厚度为T1的板的连接处不开坡口，其保持T2的宽度。参照图2，本专利技术所公开的中厚板双面双机器人T型接头立角焊不清根焊接方法的具体流程如下：步骤1：坡口加工及装配按照图1b所示装配T型接头，不开坡口，装配时根部间隙δ为0-3mm，如图3所示。步骤2：设置焊枪摆动方式如图4a和4b所示，设置空间矢量三点，分别定义为第一矢量点(矢量点1)、第二矢量点(矢量点2)和第三矢量点(矢量点3)，其中矢量点1和矢量点3分别对应直角三角形的两个锐角，矢量点2对应直角三角形的直角。作为本专利技术的一种实施方式，将焊枪的焊接轨迹设置为近似等腰直角三角形，摆动顺序为矢量点1→矢量点2→矢量点3。三角形轨迹往复摆动并使得焊缝紧贴T型接头的侧壁和焊缝根部，由于摆动为往复循环式焊接，因此焊缝紧紧贴合侧壁与焊缝根部，可保证接头侧壁的熔合性与焊缝根部的熔透性。作为本专利技术的另一种实施方式，参照图5，焊接轨迹设置为近似直角三角形。在本实施例中，焊接轨迹在完成一次矢量点1-矢量点2-矢量点3的焊接后进入下一个摆动周期，此时焊点位置前移，在新的初始位置进行下一个摆动周期，此时焊枪所形成的轨迹如图5所示。步骤3：双面双弧交错焊接(FCAW)如图6所示，采用熔化极气体保护焊，直径Ф1.2mm药芯焊丝焊接，99％的CO2气体保护。利用两把焊枪H1、H2在T型接头的焊缝处双面共同焊接，焊接时两把焊枪H1、H2一前一后交叉，焊枪H1、H2焊接电弧间距f＝20-40mm。通过控制焊枪H1、H2的间距，一面焊枪H1焊接时，另一面焊枪H2保持一定间距同速同向焊接，将根部完全熔合、熔透，并保证根部的气孔、夹杂浮出，从而实现不清根焊接。下表所示为现有技术和本专利技术的中厚板双面双机器人T型接头立角焊不清根焊接方法的工艺对比表：...

【技术保护点】
1.一种中厚板双面双机器人T型接头立角焊不清根焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：/n装配T型接头；/n将焊枪的焊接轨迹设置为近似直角三角形，所述轨迹往复摆动并使得焊缝紧贴T型接头的侧壁和焊缝根部；/n采用熔化极气体，利用两把焊枪在T型接头的焊缝处双面共同焊接，并且焊接时两个焊枪一前一后交叉；其中，一面焊枪焊接时，另一面焊枪保持一定间距同速同向焊接。/n

【技术特征摘要】
1.一种中厚板双面双机器人T型接头立角焊不清根焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：
装配T型接头；
将焊枪的焊接轨迹设置为近似直角三角形，所述轨迹往复摆动并使得焊缝紧贴T型接头的侧壁和焊缝根部；
采用熔化极气体，利用两把焊枪在T型接头的焊缝处双面共同焊接，并且焊接时两个焊枪一前一后交叉；其中，一面焊枪焊接时，另一面焊枪保持一定间距同速同向焊接。


2.如权利要求1所述的中厚板双面双机器人T型接头立角焊不清根焊接方法，其特征在于：
所述T型接头装配时的根部间隙为0-3mm。


3.如权利要求1所述的中厚板双面双机器人T型接头立角焊不清根焊接方法，其特征在于：
所述T型接头装配时不开坡口。


4.如权利要求1所述的中厚板双面双机器人T型接头立角焊不清根焊接方法，其特征在于：
焊接轨迹设置为近似等腰直角三角形；
在所述焊接轨迹上设置第一矢量点、第二矢量点和第三矢量点，其中第一矢量点和第三矢量点分别对应等腰直角三角形的两个锐角，第二矢量点对应等腰直角三角形的直角；
所述焊接轨迹的摆动顺序为：第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：张华军，兰虎，丛林，付俊，杨啸辰，高丽彬，韩海涛，
申请(专利权)人：上海振华重工集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31