不銹鋼薄板焊接質(zhì)量影響原因分析淺談

蔡玉清　王鳳利

【摘 要】本文根據(jù)公司質(zhì)量提升，結(jié)合產(chǎn)品實(shí)際，簡明介紹了焊接質(zhì)量方面的幾個(gè)評價(jià)要素及含義，分析了影響這幾個(gè)評價(jià)要素基本原因及一些解決方法。

【關(guān)鍵詞】不銹鋼；焊接質(zhì)量；焊縫

引言

不銹鋼焊接由于焊接方法、設(shè)備、材料、工藝手段、操作方法不同，所得到的焊接質(zhì)量千差萬別。現(xiàn)就熔化極氬弧機(jī)，采用直流反接接法，在焊接不銹鋼薄板中影響其焊接質(zhì)量的一些主要原因分析及解決辦法供大家參考。

一、焊接質(zhì)量評價(jià)術(shù)語的含義

1.焊接縫牢固度：主要看工件正反二面材料是否完全熔接，抗拉抗折能力。

2.焊縫平面度：指的是焊縫及熱影響區(qū)實(shí)際平面與基準(zhǔn)平面間隙值，間隙越大工件變形量就越大，平面度就越差，反之就平面度就好。

3.焊縫直線度：指的是工件拼縫中心線與實(shí)際焊縫中心線偏差值。偏差越大直線度越差。

4.焊縫高度：指的是焊接后最高厚度減材料厚度。

5.焊縫寬度：指的是焊縫截面中基材被熔化最長的長度。

6.焊縫均勻性：指的是一定焊接長度中焊縫高度、焊縫直線度、焊縫寬度最大值和最小值的差值，差值越小均勻性越好。

7.起弧和收弧點(diǎn)質(zhì)量：起弧和收弧點(diǎn)的面表質(zhì)量，以不咬邊不熔蝕材料邊部為最好。以少咬邊不熔蝕材料邊部為次之。咬邊又熔蝕材料邊部為差。

8.焊接裂紋：熱裂紋、冷裂紋、應(yīng)力腐蝕裂紋的統(tǒng)稱。

9.焊接尺寸精度：指的是部件設(shè)計(jì)尺寸、角度，與實(shí)際尺寸和角度的偏差，偏差越大精度越低。反之則高。

二、通過本職工作對影響不銹鋼薄板焊接質(zhì)量原因分析淺談

1.焊縫平面度質(zhì)量控制

1.1 實(shí)際上就是對部件變形量的控制，控制好變形，焊接尺寸才有保證。可采取下列措施：

1）盡可能減少工件發(fā)熱量、發(fā)熱面積。（控制好焊接電流和電壓、焊接速度、焊縫寬度）

我在成都“四號(hào)線”0.6mm車頂波紋板與厚度1.5mm安裝座焊接，做過多次試驗(yàn)也證實(shí)了這一點(diǎn)。如采取TIG焊接，焊接速度慢，增加焊件變形，送絲角度不順暢，還增加了勞動(dòng)強(qiáng)度，浪費(fèi)焊接材料。現(xiàn)在采取MAG焊接，采取小電流，快速焊接，既減少焊接變形，又減少勞動(dòng)強(qiáng)度、提高勞動(dòng)效率，焊后有效地解決了0.6mm不銹鋼薄板密封性焊接的技術(shù)難題，為大批量流水線生產(chǎn)奠定了較好的焊接工藝基礎(chǔ)。

2）選用合適的工裝、夾具。

在墨爾本車頂風(fēng)機(jī)焊接中，由于設(shè)計(jì)特殊性，焊后車頂風(fēng)機(jī)位置變形嚴(yán)重，我認(rèn)真查看圖紙、測量焊接變形量，通過多次研究車頂工裝結(jié)構(gòu)，最終采取反變形與合理焊接順序相結(jié)合的辦法，有效解決了這一難題。首先，用多根頂針把風(fēng)機(jī)位置頂平，把進(jìn)風(fēng)口的框架用事先做好的樣板組對好，其次，用多個(gè)頂針把車頂風(fēng)機(jī)需要焊接的部位頂起，最后，用剛性拉桿把車頂兩側(cè)邊梁緊緊的固定在胎位上，人為制造出一個(gè)反變形量。焊接時(shí)，采用合理的焊接順序（即采用對稱焊接和交錯(cuò)焊接）有效解決了車頂風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口焊后變形難題。

3）盡可能快速冷卻裝置。

我在100%低地鐵項(xiàng)目車頂部件焊接時(shí)，由于車頂密封梁過長，焊接量過大，極易造成焊接變形而影響焊接質(zhì)量，為了解決這個(gè)困難，我采用四步操作法。第一步：剛性固定法，防止焊接時(shí)應(yīng)力過大，產(chǎn)生變形。第二步：選擇SAF-焊機(jī)，即采用脈沖MAG焊接防止熱影響區(qū)溫度過高，而造成焊縫變形。第三步：采用合適的焊接順序，即先焊橫向焊縫，再縱向焊縫，長焊縫采用分段焊接，里面筋板采用交錯(cuò)焊法。第四步：邊焊接邊在焊接背面澆水冷卻，防止密封梁整體變形。

4）焊縫長度大于120㎜，拼接考慮焊縫的收縮率。0.8㎜厚材料收縮率為0.08%～0.15%。

在墨爾本車頂焊接中，因該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜，車頂波紋板0.8mm需要密封焊接，且需要滿焊，焊后不能漏雨，由于操作難度大，焊接量過大，焊縫過分集中，焊后容易產(chǎn)生嚴(yán)重的焊接變形和漏雨。為解決這一問題，我一邊施工，一邊研究焊接結(jié)構(gòu)，經(jīng)過多次反復(fù)試驗(yàn)，最后小底座采用小電流快速焊接，大底座采取合適的焊接規(guī)范和焊接速度，以及在焊接中隨時(shí)調(diào)整焊條角度和運(yùn)條方法，最終解決了此問題，受到了焊接工藝人員好評，為下道工序提高強(qiáng)有力保障，提高產(chǎn)品一次交檢合格率100%，為后續(xù)順利生產(chǎn)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1.2 焊縫高度和寬度的控制

對加絲焊接來說與送絲速度、焊絲直徑、電流大小、部件之間的間隙大小、焊接速度有關(guān)，在相對不變的前提下主要有以下特性：焊縫高度與送絲速度成正比、與焊絲直徑成正比、與焊接電流成反比、與工件間隙成反比、與焊接速度成反比。

1.3焊縫均勻性的控制與部件焊接質(zhì)量有直接關(guān)系，自動(dòng)焊上控制容易，手工氬弧焊完全取決于操作者熟練程度，與焊接牢固、美觀、平面度等有關(guān)。為較好控制焊縫均勻性，僅可能采用自動(dòng)焊接。

1.4焊縫顏色可直接反映出焊接過程中的氣體保護(hù)狀態(tài)、冷卻狀況、焊接電流、焊接速度等調(diào)節(jié)的合理性。為達(dá)到較好的焊縫顏色，一般采用下列辦法：

1）在保證焊接牢固度前提下，僅可能采用小電流減小熱量產(chǎn)生。

2）合適的焊接速度，速度過快工件溫度還很高時(shí)已移出氣體保護(hù)范圍這樣顏色會(huì)不好，速度過慢時(shí)在單位時(shí)間內(nèi)對工件的熱量會(huì)增多工件變色會(huì)嚴(yán)重。

1.5起弧與收弧的控制，由于設(shè)備和操作技能方面的局限性，往往起弧與收弧處缺陷較多。我們采用下列手段加以解決：1.減小起弧和收弧電流，減慢電流提升速度，這樣能有效防止咬邊、熔蝕等缺陷。2.在工件上增加一定長度的引弧板和收弧板，完成焊接后去除。3.起弧時(shí)提高送絲速度等。

1.6焊件的尺寸包括長度尺寸和角度。從我們多次工藝試驗(yàn)中得到如下規(guī)律：焊縫在冷卻后都具有收縮性，焊縫距離越長收縮越大，板料越厚收縮越大，當(dāng)然還有電流大小對它的影響，焊接速度、冷卻速度等諸多因素。為保證部件焊接后達(dá)到設(shè)計(jì)尺寸要求，我們采用給焊接拼縫一定的間隙（間隙形狀如等腰三角形），當(dāng)然起弧處是不能有間隙的。

三 結(jié)束語

隨著科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，新工藝、新材料、新設(shè)備不斷出現(xiàn)，焊接技術(shù)日新月異，焊接質(zhì)量會(huì)不斷提高，影響焊接質(zhì)量原因分析會(huì)更加深入。

參考文獻(xiàn)：

[1]《國際焊接工程師（WTI）培訓(xùn)教程》（2007年）哈爾濱焊接技術(shù)培訓(xùn)中心

[2]《金屬焊接材料手冊》吳樹雄 尹士科 李春范 化學(xué)工業(yè)出版社

（作者單位：中車長春軌道客車股份有限公司）