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焊接 H 型钢主角焊缝全熔透焊接新工艺研发 【摘 要】：目前，国内核电钢结构、重型钢结构厂房、吊车梁、民用建筑高层钢结构等工程中越来越多设计 H 型钢主角焊缝要求全熔透，并要求二级 UT 探伤合格。对于此类焊缝国内大多数钢结构厂家都采用反面气刨清根法的施工工艺，工作效率很低，成本较高，施工环境差。我公司采用新型焊接工艺（腹板厚度 30mm 以下），通过反复试验、不断改进，最终研制出主角焊缝采用腹板开单边坡口，留钝边，不留间隙，不打底，不用气刨清根，直接埋弧焊接保证全熔透的新焊接工艺。 【关键词】：全熔透 单面焊 不打底 留钝边 UT 探伤 焊接工艺参数 引 言：至去年以来，我公司承揽了卡玛朗珈、阳江核电工程中大量的焊接 H 型钢主角焊缝要求全熔透，焊接此类焊缝一度成为我公司生产的瓶颈，效率很低，生产工期长；所以如何研发 H 型钢全熔透主角焊缝焊接新工艺成为我们的研究课题。 1、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： 1.1 第一种 反面气刨清根法：过去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，已渐渐被我公司所弃用； 1.2 第二种 留间隙打底法： 我公司近年一般采用腹板开坡口不留钝边，组对留间隙 4-5mm，采用二氧化碳气体保护焊打底焊接然后再进行埋弧焊焊接的工艺，这种工艺在厚板焊接中体现了合格率高，效率高等优点；正在我公司大力推广使用；缺点是由于增加二保打底工序，对组对质量要求较高，二保焊工水平要求高，打底工作量大、工期长、工序复杂、成本较高等特点，也不是理想的全熔透焊接工艺方案。 1.3 第三种 采用陶瓷衬垫法：国内有文献采用陶瓷衬垫法即腹板开单面或双面坡口，在一侧加陶瓷衬垫，防止焊穿。此种方法反面焊剂填充非常麻烦，操作复杂，不容易推广实施，而且陶瓷衬垫价格较贵。 2、我司焊接 H 型钢主角焊缝全熔透焊接新工艺研究： 根据我司中薄板拼接采用 I 型坡口悬空双面全熔透焊接的经验，如果把此种焊接工艺移植到 H 型钢主角焊缝全熔透焊接中来，就能解决 H 型钢主角焊缝全熔透焊接的技术难题，通过仔细以下问题是此焊接工艺能否成功的关键因素：坡口的类型和角度（坡口的类型和大小直接影响能采取的最大电流值，从而影响熔透深度）、钝边大小和均匀度（钝边的大小影响要熔透的深度，钝边的均匀度影响熔透和烧穿）、定位焊缝的位置和焊脚高度（影响熔透和均匀度）、组对间隙的大小（间隙大会造成烧穿）、 、焊丝对准的位置（影响电弧熔深的位置）杆件腹板的倾斜角度（影响电弧熔深的位置） 、焊接电流（影响熔深和焊缝的形状系数比）、焊接电压（影响熔深和焊缝的形状系数比）、焊接速度（影响熔深和焊缝的形状系数比）、引（熄）弧板（影响焊缝端部焊接质量）、焊工对工艺的理解和执行情况。如果要攻克此技术难题，需要根据构件的具体特点和以上技术工艺控制重点进行综合分析，找出合适的工艺参数。 2011 年 6 月阳江 2MB 屋面钢结构焊接 H 型钢 H7003001230 主角焊缝要求全熔头焊接，进行 UT二级检验。我们首先对此种焊缝进行技术攻关。我们制作了相同腹板和翼板的焊接试件，综合平衡焊接电流、 焊接电压、焊接速度、坡口角度、钝边、工件腹板倾角、焊丝中心位置等影响熔深和焊缝质量的因素，制定合理的工艺参数进行试验。工艺措施如下： 01、坡口制备：坡口角度 50°，钝边 3-5mm，气割坡口时由于钢板的不平度和气割轨道直线度影响，容易造成坡口钝边不均匀，为保证钝边的尺寸和均匀度可以采用如上图所示气割方式，以便气割工随时调节割嘴保证钝边的尺寸，对不符合要求的要处理合格，钝边大的要修磨。 02、焊接 H 型钢组对：预留反变形 1.5°用 CO2 气体保护焊在非坡口侧进行定位焊（如在坡口侧点焊，厚度会较大影响焊缝熔深），焊脚高度 K4-5mm焊缝长度每隔 500mm 焊接 80-120mm，组对间隙0-1mm，间隙超出 1mm 的用 CO2 气体保护焊进行补焊焊脚高度 K3-4mm，钝边小的地方也要单独标记按此进行补焊，避免烧穿。引（熄）弧板长度 80-120mm 坡口角度和钝边制备同母材要求。 03、工装位置：为了保证腹板的焊缝熔深和焊缝形状系数的合理性，防止焊接裂纹的产生，焊接H 型钢按上图所示放置，保证腹板和水平的夹角为 30°。 04、坡口面根部焊道焊接：焊丝中心如上图所示对准焊缝根部，焊接电流 600-640A焊接电压32-34V焊接速度 0.5m/min。 05、非坡口面焊接：焊丝中心保持在如上图所示位置，焊接电流 780-820A焊接电压 34-36V焊接速度 0.5m/min。 06、坡口面盖面焊道焊接：焊接电流 750-790A焊接电压 35-3