淺談在藥芯焊絲在40t軸重不銹鋼礦石車中梁下蓋板與腹板的應用

王海 楊志剛 劉建濱

摘要：澳大利亞批量生產礦石車期間，為保證關鍵焊縫的質量，外方監造要求對中梁下蓋板與腹板K形坡口焊縫采用藥芯焊絲焊接，這是我們公司第一次大面積采用藥芯焊絲。筆者通過組對間隙的控制、焊接操作細節及方法、易產生的缺陷、及產生缺陷原因的控制，圓滿解決了藥芯焊絲K型坡口問題，使探傷合格率達到100%。得到外方監造的高度認可，下面將總結的經驗、焊接技術要領進行介紹

關鍵詞：焊接工藝；中梁下蓋板；腹板；應用

1、工藝評定階段：

1.焊接工藝實驗及評定：

焊接工藝評定在焊接中非常重要，AS1554.1中規定，母材或焊接材料更換必須重新做焊接評定。規定中包括：母材種類、焊接方法、焊接工藝參數，焊材牌號、接頭類型、焊接位置、焊接方向、預熱溫度等。還要進行各種機械性能和理化實驗。確保各項性能實驗符合要求，形成WPS，方可應用的實際生產操作。

1.1應外方監造的要求，中梁都采用藥芯焊絲，焊接位置有平角焊（PB），開坡口對接平焊（PA）。

1.2實驗結果發現，平角焊焊接位置有弧坑裂紋產生，所以不建議采用該方法。

1.3開坡口對接平焊（PA）

開坡口對接平焊經焊接工藝評定，各實驗結果符合評定標準，可以進入實施階段。

2、操作方法：

2.1 中梁下蓋板與腹板的組對

調整工藝方案和組對間隙：中梁下蓋板與腹板坡口形式為角接K型坡口、鈍邊1mm。原下蓋板與腹板牽引梁坡口處組對間隙為0-1mm、調整之后為3mm，以確保根部焊透。定位焊長度40mm、間隔300mm、焊腳尺寸4x4mm、采用小鋸齒型運條方法。定位焊收弧時避免產生縮孔，定位焊的重要性必須等同于正式焊縫，以避免焊接過程中根部出現缺陷，影響焊接質量，影響超聲波探傷合格率。

2.2 焊接設備及焊材準備

⑴選用脈沖焊機或KR500型氣體保護焊機。

⑵焊絲采用K81TW。直徑￠1.2mm.

⑶保護氣體采用純Co2，氣體流量18-25L/mm.

3、中梁腹板與中梁下蓋板（內側）焊接操作

3.1 中梁下蓋板與腹板組對點固焊結束后，在另一個臺位旋轉90°成平焊位置焊接中梁下蓋板與腹板坡口焊縫。

3.2 調整好焊接規范，調整焊接電流時采用專用試板進行調節。不能在焊縫上調整，否者會影響焊接的質量。

3.3 原焊接打底焊焊縫時在中梁底板側，焊工的視線受到限制、焊槍角度不正確，并且焊接時沒有進行鋸齒形擺動，造成在中梁腹板側（坡口側）焊縫融合不良，而下蓋板側則是鐵水淌過去的是造成焊縫根部未熔合的原因之一。

3.4改進后打底層焊前，先用角磨機將點固焊背面氧化渣、飛濺、高低不平的焊縫打磨平整，焊工所處的位置應在中梁腹板側，便于打底焊操作時能夠清楚地觀察到溶池根部的變化，確保根部焊透。采用右焊法，小鋸齒形擺動，焊槍與水平面夾角45-50°。

3.5打底層焊接時采用單面焊雙面成型的焊接方法，焊槍應對準坡口根部采用小鋸齒型運條方法進行焊接，當電弧擺動到下蓋板處時應稍作停頓，保證與下蓋板熔合良好，當電弧擺動到另一側坡口面時要有0.5-1mm的熔孔出現，如此往復操作。注意熔渣和鐵水要分離開，防止夾渣。焊工要采用雙手持槍，左手托在右手的下方，手臂在腹板上滑行，增加焊接過程的穩定性，原來焊工多采用單手持槍，焊接過程中焊槍穩定性差，也是造成未熔合的原因之一。背面焊縫要熔透、成型良好、減少背面焊縫的打磨量。

3.6原蓋面焊時還是采用右焊法，焊槍角度同打底層，焊接采用鋸齒型或月牙型運條法，電弧在坡口兩側應稍作停頓，融合兩側坡口邊緣1-1.5mm，控制熔渣不能超前，防止產生夾渣、咬邊、未焊滿等缺陷。蓋面焊縫不能低于母材，焊后將余高焊縫磨平。

中梁腹板與中梁下蓋板（內側）焊接操作操作要點：

⑴選擇正確焊接規范：電流的選擇要恰當，過大易造成未熔合﹑咬邊﹑焊穿等缺陷。過小易造成未熔合﹑未焊透﹑成型不良等缺陷。我們經驗是焊接規范的大小以操作者能控制熔池和鐵水狀態為準。操作者感覺控制不了熔池和鐵水，焊接規范就大了。操作者感覺熔池和鐵水速度慢，就小了。操作者感覺熔池和鐵水控制的很好，有種指哪打哪的感覺，焊接規范的選擇就是正確的。

⑵焊槍角度和適當的運條方法：采用右焊法，焊槍角度盡量45-50°之間，焊絲的干伸長度在能觀察熔池和鐵水狀態的情況下盡量短，增加電弧的吹力。運條方法要靈活掌握，保證熔透。

⑶焊工所處的正確焊接位置：打底焊時在中梁腹板側，蓋面焊時在下蓋板側，有利于操作者觀察焊接狀態。

4、中梁腹板與中梁下蓋板（外側）焊接操作

4.1 在中梁吊至打磨臺位，將中梁下蓋板與腹板牽引梁K型坡口背面清根。原采用氣刨清根的方法，熱輸入過大，造成芯盤間隙超差。為防止下蓋板變形過大，芯盤尺寸超差采用角磨機清根的方法，清根深度9mm。將坡口里面的黑點（氣孔）和黑線（未熔合或裂紋）等缺陷清理干凈。

4.2 焊接三層為宜，每層焊縫厚度不超過4mm。填充層第一、二道焊接采用小鋸齒形或月牙形運槍法，采用右焊法，焊槍角度40-50°。運槍時電弧在下蓋板與坡口面都要稍作停頓，避免兩側產生過深的夾角。如果填充層焊縫兩側產生夾角，用角磨機將夾角打磨平整或微凹，避免產生層間未熔合現象。

4.3 第三層填充層時，采用鋸齒型或月牙型運條方法。蓋面焊時電弧應超過坡口邊緣1-2mm，熔池金屬不能超前、電弧在坡口兩側應稍作停頓，防止產生咬邊、未熔合缺陷。

中梁腹板與中梁下蓋板（外側）焊接操作操作要點：

⑴用角磨機清理時要仔細，用手電或其他照明工具進行檢查，確保無缺陷后方可進行下一層焊接。

⑵選擇正確焊接規范、焊槍角度。

⑶層間打磨質量，消除夾角和缺陷。

5、焊后檢驗標準：

5.1 外觀檢驗：根據ISO5817-B級標準要求不允許有表面氣孔、裂紋、咬邊、未熔合等缺陷。

5.2 內部檢測

超聲波探傷：根據ISO5817-B級標準要求不允許內部有氣孔、裂紋、未熔合等缺陷。

6、結束語

通過上述措施，圓滿解決了中梁下蓋板和中梁腹板藥芯焊絲操作問題，探傷合格率有原來的80%，提高到現在的100%。外方監造和客戶非常滿意。而且這種K型坡口焊接操作方法可以大量運用到澳大利亞FMG、BMA、GWA等車型的中梁焊接上，應用前景廣闊。

參考文獻：

[1]孫靜.藥芯焊絲填充率在線測量系統研究[D].電子科技大學，2010：40-45.

[2]符定梅，王鳳，張莉，牛程.藥芯焊絲質量控制措施研究[A].全國焊接工程創優活動經驗交流會論文集[C].2011年.

（作者單位：中國中車齊齊哈爾車輛有限公司）