一种非等高度球扁钢焊接方法.pdf

本发明公开了一种非等高度球扁钢焊接方法，在球扁钢腹板焊缝根部增加止裂孔，确定对接球扁钢的高度差和要素值，对切口上下端沿型材长度方向的距离引入焊接补偿，对切口上下端的高度值引入焊接补偿。该方法基于一般的焊接工艺，引入装配补偿和焊接补偿，提高了非等高度球扁钢对接焊施工的精度和质量，推进了该类施工的标准化。利用本发明方法可以绘制一种快速易读取相关尺寸参数的要素表，方便施工人员的使用和操作，将施工人员从纷繁的参数计算中解放出来，提高了施工效率，减少了施工错误。

1.  一种非等高度球扁钢焊接方法，其特征在于包括以下步骤：
1)在球扁钢腹板焊缝根部增加止裂孔；
2)确定对接球扁钢的高度差a和要素值；
3)对切口上下端沿型材长度方向的距离L1引入焊接补偿；
4)对切口上下端的高度值G引入焊接补偿。

2.  根据权利要求1所述的一种非等高度球扁钢焊接方法，其特征在于：所述的要素值包括切口距离型材上表面的高度值h，切口上下端沿型材长度方向的距离L1，切口上端面沿型材长度方向的长度值L2，切口上下端的高度值G，止裂孔与切口上端点在型材长度方向的距离L3，切口角度θ，球扁钢腹板厚度t，球扁钢高度H。

3.  根据权利要求2所述的一种非等高度球扁钢焊接方法，其特征在于：tanθ＝1/4，即θ＝14.036°，L1＝4a(1-cosθ)+(4.5+0.25t)，L3＝4a+L1，L2＝h×tanθ，G＝a+(h/conθ)－(h+1.33e^0.045t)。

4.  根据权利要求2所述的一种非等高度球扁钢焊接方法，其特征在于：所述的高度值h按照球扁钢的高度H分为4档：当H≥400mm时，h为100mm；当400mm>H>300mm时，h为90mm；当00mm≥H>mm240，h为80mm；当240≥H时，h为70mm。

5.  根据权利要求1所述的一种非等高度球扁钢焊接方法，其特征在于：所述的对距离L1焊接补偿数值为6.5+0.125t。

6.  根据权利要求1所述的一种非等高度球扁钢焊接方法，其特征在于：所述的对高度值G焊接补偿数值为1.33e^0.045t。

一种非等高度球扁钢焊接方法
技术领域
本发明属于钢结构焊接技术领域，具体涉及一种非等高度球扁钢焊接方法。
背景技术
在桥梁工程、船舶建造等钢结构工程中，经常需要将不同尺寸、型号的球扁钢进行对接焊接。
目前，基本上所有的非等高球扁钢对接施焊的工艺、参数都比较简单，没有一个精确的尺寸参数标准，没有考虑焊接收缩与装配误差，施工人员往往根据自己的经验进行施工，导致焊接端面不齐，焊缝间隙超标，影响焊接质量，为工程隐患埋下伏笔。
因此，在非等高度球扁钢对接施工过程中，详细全面的尺寸参数设计标准，快速易查询的参数选取是很非常必要的的。
发明内容
本发明旨在提供一种非等高度球扁钢对接焊相关尺寸参数设计方法，目的在于优化和统一非等高度球扁钢对接焊的施工方法，有效提高施工人员的施工准确度和效率。
本发明具体通过以下技术方案实现：
一种非等高度球扁钢焊接方法，包括以下步骤：
1)在球扁钢腹板焊缝根部增加止裂孔；
2)确定对接球扁钢的高度差a和要素值； 
3)对切口上下端沿型材长度方向的距离L1引入焊接补偿；
4)对切口上下端的高度值G引入焊接补偿；
所述的要素值包括切口距离型材上表面的高度值h，切口上下端沿型材长度方向的距离L1，切口上端面沿型材长度方向的长度值L2，切口上下端的高度值G，止裂孔与切口上端点在型材长度方向的距离L3，切口角度θ，球扁钢腹板厚度t，球扁钢高度H。
所述的要素值满足一下条件：
tanθ＝1/4，即θ＝14.036°，L1＝4a(1-cosθ)+(4.5+0.25t)，L3＝4a+L1，L2＝h×tanθ，G＝a+(h/conθ)－(h+1.33e^0.045t)；
所述的高度值h按照球扁钢的高度H分为4档：当H≥400mm时，h为100mm；当400mm>H>300mm时，h为90mm；当00mm≥H>mm240，h为80mm；当240≥H时，h为70mm。
所述的对距离L1焊接补偿数值根据板厚和对接焊坡口变化，经过数据采集分析，该值等于6.5+0.125t。
所述的对高度值G焊接补偿数值根据板厚和对接焊坡口变化，基于一般的焊接电流、电压以及施焊方式，经过采集数据的分析，该值取1.33e^0.045t。
本发明要素值还包括过渡区域，基于规范的要求，对过渡区域长度取值4a。
本发明的明显效果在于提供了一种合理、标准的非等高度球扁钢对接焊尺寸参数设计，以及利于施工人员快速读取的要素表，提高了施工质量和施工效率。
附图说明
图1是非等高度球扁钢对接要素表；
图2是补偿量对照表；
图3是非等高度球扁钢对接示意图；
图4为球扁钢加工示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的说明，以下所述，仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更为同等变化的等效实施例。凡是未脱离本发明方案内容，依据本发明的技术实质对以下实施例所做的任何简单修改或等同变化，均落在本发明的保护范围内。
实施例1非等高度球扁钢对接焊要素表的绘制
分析非等高度球扁钢对接过程的要素值，要素值包括对接球扁钢的高度差a，切口距离型材上表面的高度值h，切口上下端沿型材长度方向的距离L1，切口上端面沿型材长度方向的长度值L2，切口上下端的高度值G，止裂孔与切口上端点在型材长度方向的距离L3，切口角度θ，球扁钢腹板厚度t。
根据以下条件绘制要素表：
tanθ＝1/4，即θ＝14.036°，L1＝4a(1-cosθ)+(4.5+0.25t)，L3＝4a+L1，L2＝h×tanθ，G＝a+(h/conθ)－(h+1.33e^0.045t)；
切口距离型材上表面的高度值h，照球扁钢的高度取4档：

对距离L1焊接补偿数值根据板厚和对接焊坡口变化，经过数据采集分析，该值等于6.5+0.125t。对高度值G焊接补偿数值根据板厚和对接焊坡口变化，基于一般的焊接电流、电压以及施焊方式，经过采集数据的分析，该值取1.33e^0.045t。
该要素表包含两部分，如图1和图2所示。图1为主要要素查询表，x轴为两对接球扁钢的高度差a(单位mm)，通过a值可以方便地查询其他各个要素值，包括h、L1、L2、L3、G。图2为补偿量对照表，x轴为板厚值(单位mm)，y轴为针对G值的焊接补偿量和针对L1值的装配补偿量。施工人员在查询切口上下端的高度值G时，将图1中查询的数值减去图2中查询的焊接补偿量；将图1中查询的切口上下端沿型材长度方向的距离L1加上图2中查询的装配补偿量；
实施例2非等高度球扁钢对接焊要素表的应用
两非等高球扁钢HP240*12与HP200*10按照图3所示进行对接施工，现需对球扁钢HP240*12进行如图4所示加工止裂孔和切口。
施工人员首先简单计算出两对接球扁钢的高度差，从而从图1中找出h(切口距离型材上表面的高度值)；L2(切口上端面沿型材长度方向的长度值)；G’(切口上下端的高度值)；L1’(切口上下端沿型材长度方向的距离)，并根据球扁钢的厚度从图2中读取相应的焊接补偿G”和装配补偿量L1”，最终的切口上下端的高度值G＝G’-G”；最终的切口上下端沿型材长度方向的距离L1＝L1’+L1”。
具体为：
1)两对接球扁钢的高度差a等于40mm；
2)根据该球扁钢高度H等于240mm，读取图1中的h(切口距离型材上表面的高度值)等于70mm；
3)根据该球扁钢高度H等于240mm，读取图1中的L2(切口上端面沿型材长度方向的长度值)等于18mm；
4)根据该球扁钢高度H等于240mm，读取图1中的G’(切口上下端的高度值)等于42mm。注意到该值应考虑焊接补偿，根据该球扁钢厚度t等于12，从图2中读取焊接补偿量G”为2.3mm；故G＝G’-G”＝42-2.3，即39.7mm；
5)根据根据该球扁钢高度H等于240mm，读取图1中的(切口上下端沿型材长度方向的距离)等于5mm；注意到该值应考虑装配补偿，根据该球扁钢厚度t等于12，从图2中读取装配补偿量L1”为8mm，故L1＝L1’+L1”＝5+8，即13mm；
6)止裂孔与切口上端点在型材长度方向的距离L3＝4a+L1＝160+13＝173mm
施工人员从附图中读取出所需的主要参数后，按图3所示对两非等高球扁钢进行对接焊接施工。