提高客車(chē)車(chē)身骨架CO2焊焊接質(zhì)量的工藝措

1、提高客車(chē)車(chē)身骨架CO2焊焊接質(zhì)量的工藝措提高客車(chē)車(chē)身骨架CO2焊焊接質(zhì)量的工藝措施 2011年10月27日 一、前言 在客車(chē)車(chē)身骨架的組焊過(guò)程中，細(xì)絲CO2焊以其高效、節(jié)能、適用性廣、焊接變形小等優(yōu)越性成為主要的焊接方法。盡管這種焊接方法在科技領(lǐng)域已不是最新的應(yīng)用技術(shù)，相關(guān)理論已日趨成熟，但在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中仍有許多因素需要探討、研究，從而真正地掌握其內(nèi)在規(guī)律，制定合理正確的焊接規(guī)范和工藝方案，為整車(chē)質(zhì)量的提高和生產(chǎn)的順利進(jìn)行提供保證。 二、CO2焊接法的特點(diǎn)及其容易出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題 1、CO2焊接法的特點(diǎn) CO2焊是用CO2做保護(hù)氣體的一種氣體保護(hù)焊，CO2氣體在高溫下參與冶金反應(yīng)，明弧，焊接能

2、量集中，焊縫窄，焊接熱影響區(qū)小，焊接變形小，操作簡(jiǎn)單，適合于薄板及全位置焊接，抗銹蝕能力強(qiáng)，生產(chǎn)效率高。同時(shí)，也存在著焊接飛濺大，焊縫美觀性差的特點(diǎn)。 2、CO2焊接法在車(chē)身骨架焊接中容易出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題 以常隆客車(chē)為例，客車(chē)車(chē)身骨架的結(jié)構(gòu)形式為異型鋼管、薄鋼板沖壓件及一些鋼板連接件拼焊而成。焊縫形式基本有對(duì)接、角接和搭接三種。大多數(shù)焊縫是與整車(chē)骨架及局部構(gòu)件一樣承受載荷并有著嚴(yán)格的各項(xiàng)強(qiáng)度要求的，只有部分焊縫為聯(lián)系焊縫。由于作為車(chē)身骨架主要構(gòu)件的異型鋼管和沖壓件壁厚或板厚只有1.52 mm，屬于薄鋼板焊接，并且在實(shí)際的生產(chǎn)操作中焊縫形式和焊接位置的變換是極為頻繁的，所以較容易出現(xiàn)焊縫成形差及咬

3、肉、燒穿、尖銳焊瘤、氣孔、裂紋等影響焊縫強(qiáng)度可靠性的質(zhì)量問(wèn)題。有些問(wèn)題是難以在焊后一一檢查到的，只有在焊前制定正確合理的焊接工藝并在實(shí)際生產(chǎn)操作中嚴(yán)格遵守、精心實(shí)施，才能消除各種質(zhì)量隱患。 三、影響CO2焊焊接質(zhì)量的基本因素探討 針對(duì)上述CO2焊的特點(diǎn)及在車(chē)身骨架焊接中出現(xiàn)的各種質(zhì)量問(wèn)題，對(duì)所有可能的影響因素都進(jìn)行了分類(lèi)研究。結(jié)論表明，隨著CO2焊的推廣應(yīng)用，焊接設(shè)備(如焊機(jī)、送絲小車(chē)等)和焊接材料(如焊絲、CO2保護(hù)氣體等)已逐漸能滿足焊接工藝及焊接質(zhì)量的要求，重點(diǎn)應(yīng)解決的問(wèn)題是焊接規(guī)范的嚴(yán)密制定和嚴(yán)格遵守，CO2保護(hù)氣體流量的正確調(diào)節(jié)，以及車(chē)身骨架構(gòu)件即母材制備和組對(duì)時(shí)的焊接工藝性。以下重

4、點(diǎn)從這幾方面分別加以探討。 1、焊接規(guī)范參數(shù)的確定 1.1焊接電流 焊接電流在CO2焊焊接過(guò)程中是最重要的規(guī)范參數(shù)之一。其他焊接規(guī)范與焊接電流都有著一定的匹配關(guān)系。焊接電流的大小影響焊縫的熔深及加強(qiáng)高。通常當(dāng)焊接電流I增大時(shí)，焊縫的熔深及加強(qiáng)高都有所增加。如果電流過(guò)小，容易造成未焊透，焊縫強(qiáng)度降低；如果電流過(guò)大，對(duì)于薄板特別容易造成燒穿并形成尖銳焊瘤，燒穿直接減少焊縫面積，尖銳焊瘤產(chǎn)生極大的應(yīng)力集中并增加了打磨工作量，而且由于過(guò)熱使焊接熱影響區(qū)韌性降低，內(nèi)部裂紋極易擴(kuò)展，強(qiáng)度明顯降低，同時(shí)由于過(guò)熱產(chǎn)生了較大的焊接變形使設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)尺寸難以保證。在客車(chē)車(chē)身骨架焊接中電流過(guò)大引起的燒穿現(xiàn)象普遍存在，況

5、且大電流薄板CO2焊的操作難度極大。所以在保證焊透、防止燒穿并考慮生產(chǎn)效率的的前提下，依據(jù)具體生產(chǎn)條件，制定出一個(gè)合理的薄板CO2焊焊接電流范圍并嚴(yán)格控制其上限非常必要。通過(guò)客車(chē)車(chē)身骨架焊接的生產(chǎn)實(shí)踐和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)的大量統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，焊接電流的最佳選擇范圍如下： d=1.2 mm時(shí)，I=100130 A d=1.0 mm時(shí)，I=90110 A 其中d為焊絲直徑。 1.2焊接電壓 焊接電壓有兩個(gè)，一個(gè)是焊接電源電壓，一個(gè)是電弧電壓。一般焊接電源電壓為定值，它可通過(guò)電源自身調(diào)節(jié)。電弧電壓是表示CO2焊電弧狀態(tài)的一個(gè)數(shù)值參數(shù)，意味著電弧的長(zhǎng)度，由于薄板CO2焊采用短路過(guò)渡形式，要求電弧電壓與焊接電流相匹

6、配，并要求電弧電壓較低，最佳選擇范圍在1820V之間，此時(shí)在操作時(shí)能聽(tīng)到"基-"的連續(xù)短路的聲音，焊接飛濺最小，電弧最穩(wěn)定。值得說(shuō)明的是：最穩(wěn)定的電弧將得到最好的焊縫。 1.3焊接速度 焊接速度對(duì)焊接質(zhì)量影響較大。在其它條件一定時(shí)，焊縫的熔寬和熔深隨著焊接速度的增加而減少。如果焊速過(guò)高，容易產(chǎn)生咬邊和未熔合缺陷，同時(shí)氣體保護(hù)效果差，容易產(chǎn)生氣孔，焊縫成形質(zhì)量及強(qiáng)度明顯降低，對(duì)車(chē)身骨架焊接現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)查表明，影響CO2焊焊接質(zhì)量的氣孔問(wèn)題很多是由焊速太快造成的。相反，如果焊速太慢，則焊縫過(guò)寬，薄板極易燒穿并形成尖銳焊瘤。上述焊接質(zhì)量缺陷在實(shí)際生產(chǎn)中不同程度地存在，特別是在使用過(guò)大

7、焊接電流的情況下。所以，操作者必須根據(jù)實(shí)際情況，嚴(yán)格控制焊接速度。在使用前述正確的焊接電流時(shí)，考慮到焊工普遍的技術(shù)水平，依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，薄板CO2焊焊接速度應(yīng)控制在4050 cm/min之間。 1.4 CO2氣體流量 薄板CO2氣體流量一般規(guī)定在1015 L/min，這項(xiàng)要求普遍得到遵守。但值得一提的是風(fēng)的影響不容忽視。特別在夏季，施焊現(xiàn)場(chǎng)為了通風(fēng)降溫，門(mén)窗敞開(kāi)，有的焊工為改善工作環(huán)境有時(shí)直接用風(fēng)扇吹拂工作區(qū)。理化分析表明，當(dāng)風(fēng)速上升到2 m/s時(shí)，CO2的保護(hù)功能被嚴(yán)重破壞，大量空氣混雜在電弧和熔池中，焊縫便產(chǎn)生大量的氣孔。因此，在有風(fēng)情況下CO2焊施工時(shí)，應(yīng)控制風(fēng)速在1.5 m/s以

8、下。具體辦法如設(shè)立屏風(fēng)、設(shè)計(jì)防風(fēng)框架等，并且有必要增加CO2氣體流量。實(shí)驗(yàn)表明，風(fēng)速每超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)(即1.5 m/s)1 m/s，氣體流量大致就應(yīng)提高10 L/min。 2、母材的焊接工藝性 車(chē)身骨架的組焊工藝過(guò)程是這樣的，將各構(gòu)件(鍍鋅異型鋼管、薄板沖壓件及連接件)裝入焊接夾具內(nèi)，運(yùn)用定位焊組對(duì)后采用CO2焊將骨架焊成一體。對(duì)焊接質(zhì)量有較大影響的母材焊接工藝性主要體現(xiàn)在下列幾方面。 2.1接頭間隙 在實(shí)際焊接生產(chǎn)中，母材即構(gòu)件的接頭間隙對(duì)焊接質(zhì)量的影響是很大的。一般來(lái)說(shuō)，薄板焊接的接頭間隙應(yīng)小于1.5 mm或不留間隙，反之，由于薄板本來(lái)對(duì)熔池的支持力就小，如果間隙過(guò)大，熔池更不穩(wěn)定，既使小電流產(chǎn)

9、生的電弧沖擊力甚至熔池的自身重力也會(huì)引起燒穿并形成尖銳焊瘤。即使是在間隙中塞入填料焊接或者多次起弧焊接填充接縫，雖然表面形成了焊縫，但成形質(zhì)量極差，強(qiáng)度極低。接頭間隙應(yīng)從以下幾方面加以控制： (1)條件允許情況下，設(shè)計(jì)焊接接頭時(shí)應(yīng)盡量采用角接接頭和搭接接頭并考慮到裝配焊接的難易和精度； (2)單件制造工藝應(yīng)充分考慮到焊接工藝性的要求，嚴(yán)格保證尺寸精度； (3)組對(duì)焊接前對(duì)焊接夾具及構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行檢查和修正，盡可能減少各種積累誤差。 2.2定位焊 考慮到薄板焊接極易產(chǎn)生焊接變形，定位焊很必要，應(yīng)認(rèn)真納入到焊接工藝中?？蛙?chē)車(chē)身骨架各種構(gòu)件的接頭大都比較短，長(zhǎng)焊縫很少，所以一般可規(guī)定每處接頭定位焊24點(diǎn)

10、，焊縫長(zhǎng)35 mm，間距3050 mm。另外，由于定位焊太短熔合不充分，容易出現(xiàn)氣孔等缺陷，所以定位焊可采用背面定位，或者焊接時(shí)把定位焊縫金屬充分熔化。起弧處、收弧處和焊縫急劇拐彎處不應(yīng)定位焊，因?yàn)槿菀自斐善跀嗔训牧鸭y源，這在客車(chē)制造中很重要。 2.3表面狀態(tài) CO2焊與手工電弧焊相比，接頭周?chē)挠臀?、油漆、水分、鐵銹對(duì)氣孔的產(chǎn)生影響更大。有雜質(zhì)接頭焊后的理化試驗(yàn)分析表明，既使氣孔在焊縫表面看不見(jiàn)，剖開(kāi)斷面，其內(nèi)部氣孔很多。過(guò)去工藝上只強(qiáng)調(diào)了焊后的清理、修磨，而忽視了焊前的清理，今后必須引起重視。 四、結(jié)束語(yǔ) 以上針對(duì)車(chē)身骨架CO2焊容易出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題，從其主要影響因素的各方面進(jìn)行了研究探討，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際提出并歸納了提高車(chē)身骨架CO2焊焊接質(zhì)量的各項(xiàng)工藝措施。通過(guò)大量的生產(chǎn)實(shí)踐應(yīng)用，結(jié)果是比較理想的，從而證明這些工藝措施是可靠實(shí)用的。當(dāng)然，車(chē)身骨架CO2焊焊接質(zhì)量并非達(dá)到盡善盡美，還需進(jìn)一步的探索和提高。隨著CO2焊焊接設(shè)備及焊接材料的不