一种用于焊接T形接头的金属衬垫及焊接方法技术

本发明专利技术涉及焊接技术领域，提供了一种用于焊接T形接头的金属衬垫及焊接方法，主要包括：采用一个按照预定角度连续折弯形成的两个平面折边形的金属衬垫，在进行T形接头全焊透焊缝组装接时，在接头焊缝处预留预定尺寸的内部焊接空间，按照预定步骤进行焊接施工，使焊缝金属超过母材厚度，在金属衬垫一侧形成焊缝根部减小应力集中的过渡区，使接头受力传递更合理。本发明专利技术的金属衬垫及焊接方法，可以有效减小T形接头全焊透焊缝根部的焊接内应力及提升全焊透焊缝根部的合格率和焊接质量。全焊透焊缝根部的合格率和焊接质量。全焊透焊缝根部的合格率和焊接质量。

【技术实现步骤摘要】
一种用于焊接T形接头的金属衬垫及焊接方法


[0001]本专利技术涉及焊接
，尤其涉及一种用于焊接T形接头的金属衬垫及焊接方法。

技术介绍

[0002]当前，随着钢冶金技术的提高，钢结构的桥梁、建筑等也迅速发展起来，焊接作为一种主要的连接方式应用十分广泛。通常，钢结构施工中，对与非封闭或空间交大的杆件，可以进行双面焊接，而对于空间小或封闭性杆件，操作人员无法进入或操作，焊接时通常采用单面焊的背面成型工艺，并要达到设计全焊透的技术要求。为保证单面焊根部焊接质量需要在背面增加衬垫，对背面焊缝进行机械塑型。
[0003]相关技术中，通常在T形接头的焊接施工中采用平面金属衬垫形或平面坡口形金属衬垫，如专利技术专利号为CN201811409324.5提及的一种永久衬垫T形接头的根部熔透焊接方法，其结构也较简单、易于操作，同样可以达到单面焊的目的。
[0004]然而，本申请专利技术人在实现本专利技术中专利技术技术方案的过程中，发现上述技术存在如下问题：采用平面形或平面坡口形金属衬垫进行焊接的T形接头处放置金属衬垫一侧的焊缝容纳空间较小，易导致放置金属衬垫一侧接触位置形成较大焊接应力区、根部易产生裂纹或完全未熔合等较为严重的技术缺陷。

技术实现思路

[0005]基于此，本专利技术提供了一种用于焊接T形接头的金属衬垫及焊接方法，通过增加金属衬垫与被焊接的两个垂直板之间的空间大小，并按照具体设计要求对焊接面进行机械塑型，从而增加焊缝在金属衬垫一侧的厚度，形成金属衬垫一侧受力过度区，增强金属衬垫一侧的焊接强度，进而减小根部应力集中以及降低根部缺陷的产生，增加接头的抗疲劳性能。
[0006]本专利技术的第一方面，提供了一种用于焊接T形接头的金属衬垫，包括：
[0007]第一平面、第二平面；所述第一平面和所述第二平面均为长度相同的矩形，所述第一平面的宽度大于等于所述第二平面的宽度，所述第一平面沿长度方向的一端与所述第二平面沿长度方向的一端对齐并固定连接设置，使所述第一平面与所述第二平面保持预定角度范围的夹角，所述夹角为钝角。
[0008]进一步地，所述金属衬垫为钢材质的衬垫。
[0009]进一步地，所述预定夹角范围为135～150
°
。
[0010]进一步地，所述金属衬垫采用一体成型制造。
[0011]进一步地，所述第一平面的宽度大于所述第二平面的宽度。
[0012]进一步地，所述第一平面的宽度范围为20～25mm，所述第二平面的宽度范围为8～10mm，所述金属衬垫的厚度范围为4～6mm。
[0013]本专利技术的第二方面，提供了一种T形接头的焊接方法，包括如下步骤：
[0014]测量目标焊件第一板待焊端的预设坡口与所述第一板之间的角度，选择夹角与所
述测量角度一致的预制金属衬垫，所述金属衬垫包括第一平面和第二平面，所述第一平面和所述第二平面均为长度相同的矩形，所述第一平面的宽度大于等于所述第二平面的宽度，所述第一平面沿长度方向的一端与所述第二平面沿长度方向的一端对齐并固定连接设置，使所述第一平面与所述第二平面保持预定角度范围的夹角，所述夹角为钝角；
[0015]将所述金属衬垫贴合放置于所述目标焊件第一板待焊端的未开口一侧，使所述金属衬垫的长度方向与所述第一板待焊端的长度方向平行，并使所述预设坡口平面与所述金属衬垫的第二平面重合；
[0016]在所述金属衬垫第一平面与所述目标焊件第一板的搭接处间隔预定距离进行点焊施工，使所述金属衬垫与所述目标焊件固定连接；
[0017]将连接有所述第一板的所述金属衬垫放置于目标焊件第二板的待焊处表面，并使所述第一板垂直于所述第二板；
[0018]在所述金属衬垫第二平面与所述目标焊件第二板的搭接处间隔预定距离进行点焊施工，使所述金属衬垫与所述目标焊件固定连接；
[0019]在所述第一板与所述第二板的连接处且具有坡口开口的一侧进行焊接施工，使焊材填充满所述坡口的内部并形成一个预设形状的焊接面，并使所述焊接面与所述目标焊件第二板之间形成预定角度范围的夹角。
[0020]进一步地，所述焊接面与所述目标焊件第二板之间形成的夹角范围为30～45
°
。
[0021]进一步地，在所述第一板与所述第二板的连接处且具有坡口开口的一侧进行焊接施工前，在所述坡口的两侧根部进行局部预热。
[0022]进一步地，在所述第一板与所述第二板的连接处且具有坡口开口的一侧进行焊接施工包括：在进行局部预热后先采用直线焊和左向焊的方式进行打底层焊接。
[0023]本专利技术中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
[0024]1、由于采用了夹角为钝角的第一平面和第二平面的金属衬垫，可以使金属衬垫与T形接头之间拥有较大的内部空间，尤其是在金属衬垫一侧的应力集中区的空间相比传统的金属衬垫焊接方式更大，并可以在焊接施工完成后在应力集中区形成坡形焊接面，所以，有效解决了接头处放置金属衬垫一侧的焊缝容纳空间较小，易导致放置金属衬垫一侧接触位置形成较大焊接应力区、根部易产生裂纹或完全未熔合等较为严重的技术缺陷，进而实现有效减小T形全焊透接头的焊接内应力，提升了全焊透焊缝根部的合格率和焊接质量的技术效果；
[0025]2、由于采用了第一平面和第二平面夹角范围为135～150
°
的金属衬垫，所以，可以实现在焊接施工后在金属衬垫内侧形成夹角范围为30～45
°
的焊接面，该角度范围的焊接面可以增加焊缝强度，从而可以进一步提升了接头处放置金属衬垫一侧的焊接强度；
[0026]3、由于采用了先将金属衬垫点焊至第一板上，再调整第一板角度使第一板与第二板保持垂直，并将金属衬垫点焊至第二板上，最后再进行接头坡口开口一侧的焊接施工的方式，与采用双面焊的焊接方式相比，减少了工作量，降低了操作者的焊接难度，提升了施工效率；由于在焊接接头坡口开口一侧采用了与目标焊件第二板之间形成的夹角范围为30～45
°
的焊接面，使焊接接头坡口开口一侧的焊缝截面积增加，从而可以进一步提升了T形接头整体的强度，提升全焊透焊缝根部的合格率和焊接质量；
[0027]4、由于采用了直线焊和左向焊的方式进行打底层焊接，电弧直接达到金属衬垫夹
角根部，使根部熔合良好，从而有效解决了易导致放置金属衬垫一侧接触位置形成较大焊接应力区、根部易产生裂纹或完全未熔合等技术缺陷，进而实现减小T形全焊透接头的焊接内应力，提升全焊透焊缝根部的合格率和焊接质量的技术效果。
附图说明
[0028]图1为本专利技术实施例提供的一种用于焊接T形接头的金属衬垫的原理示意图的前视图；
[0029]图2为一本专利技术实施例提供的种用于焊接T形接头的金属衬垫的原理示意图的左视图；
[0030]图3为本专利技术实施例提供的一种用于焊接T形接头的金属衬垫进行焊接施工的原理示意图；
[0031]图4为本专利技术实施例提供的一种用于焊接T形接头的金属衬垫的结构示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于焊接T形接头的金属衬垫，其特征在于，包括：第一平面、第二平面；所述第一平面和所述第二平面均为长度相同的矩形，所述第一平面的宽度大于等于所述第二平面的宽度，所述第一平面沿长度方向的一端与所述第二平面沿长度方向的一端对齐并固定连接设置，使所述第一平面与所述第二平面保持预定角度范围的夹角，所述夹角为钝角。2.如权利要求1所述的一种用于焊接T形接头的金属衬垫，其特征在于，所述金属衬垫为钢材质的衬垫。3.如权利要求1所述的一种用于焊接T形接头的金属衬垫，其特征在于，所述预定夹角范围为135～150
°
。4.如权利要求1所述的一种用于焊接T形接头的金属衬垫，其特征在于，所述金属衬垫采用一体成型制造。5.如权利要求1所述的一种用于焊接T形接头的金属衬垫，其特征在于，所述第一平面的宽度大于所述第二平面的宽度。6.如权利要求5所述的一种用于焊接T形接头的金属衬垫，其特征在于，所述第一平面的宽度范围为20～25mm，所述第二平面的宽度范围为8～10mm，所述金属衬垫的厚度范围为4～6mm。7.一种T形接头的焊接方法，应用于权利要求1至6所述的任意一种用于T形接头的金属衬垫，其特征在于，包括：测量目标焊件第一板待焊端的预设坡口与所述第一板之间的角度，选择夹角与所述测量角度一致的预制金属衬垫，所述金属衬垫包括第一平面和第二平面，所述第一平面和所述第二平面均为长度相同的矩形，所述第一平面的宽度大于等于所述第二平面的宽度，所述第一平面沿长度方向的一端与所述第二平面沿长度方...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄绍泉，姬明辉，余果，尹文杰，卜瑶，舒晓峰，姬建凯，周宏庚，朱雨佳，
申请(专利权)人：中铁四局集团钢结构建筑有限公司，
类型：发明
国别省市：