賀 頌 上海鐵路局科研所

移動式交流閃光焊接不良斷面分析

賀 頌 上海鐵路局科研所

針對地鐵公司移動式焊軌車存在閃光焊接質(zhì)量問題，組織探討研究，對存在的問題進行分析處理，提出解決意見。

灰斑；工藝參數(shù)；閃光焊接

1 概況

國內(nèi)某地鐵焊軌車間在做日常生產(chǎn)檢驗時，10個復(fù)檢接頭有3個出現(xiàn)異常，屬于不合格接頭。該地鐵公司采用的是LR1200移動式交流閃光焊機，目前焊軌設(shè)備為2010年4月份交付使用，至今焊接大約3000個接頭。焊接型式檢驗參數(shù)通過時間為2011年。2016年5月進行生產(chǎn)檢驗，發(fā)現(xiàn)有部分焊接曲線在階段4出現(xiàn)5 s以上的斷路，大電流。同時焊接10根實驗鋼軌，進行落錘實驗，3.2 m的高度，其中有1根出現(xiàn)一錘斷裂，2根第二錘斷裂的情況，還有灰斑超標(biāo)的情況。落錘情況如表1所示。2011年通過的檢驗參數(shù)如圖1所示。

表1 落錘實驗情況

圖1 型式檢驗通過參數(shù)

2 不合格接頭分析

2.1 2號接頭

2號接頭1錘斷裂，斷面面貌如圖2所示。相對應(yīng)的焊接曲線如圖3所示。根據(jù)焊接曲線判斷，并未發(fā)現(xiàn)明顯的異?，F(xiàn)象，焊接過程順利完成，焊接曲線趨勢正確。三角區(qū)灰斑較為明顯，屬于暗灰板，一般認(rèn)為此處熱量較多，熱量充足或爆破劇烈形成凹坑，再后續(xù)的閃光中無法使堆積的硅酸鹽類物質(zhì)排出，融化后的金屬層中形成的夾雜物。右側(cè)軌底端口較平齊。

圖2 2號接頭斷面圖照

圖3 2號接頭焊接曲線

2.2 6號接頭

6號接頭2錘斷裂，斷面面貌如圖4所示，相對應(yīng)的焊接曲線如圖5所示。根據(jù)焊接曲線判斷，階段3、4過渡不順利存在著3 s左右的短路，其中還有大電流存在，階段6有點存在提前短路的情況。整個焊接過程較為順利，焊接曲線趨勢正確。軌角區(qū)域灰斑較為明顯，上露頭，面積較大超標(biāo)，屬于光亮型灰斑。一般認(rèn)為此處熱量不足，爆破程度不夠不足以將夾雜物飛濺出去，在表層區(qū)形成堆積，被不斷爆破飛濺的液態(tài)金屬流動區(qū)一層層覆蓋，成為更深層的夾雜物。可以從斷面圖片上看出來，真?zhèn)€端面的撕裂源就是從左側(cè)的軌底角開始的，這個位置灰斑的存在，嚴(yán)重影響了鋼軌的力學(xué)性能。

圖4 6號接頭斷面照

圖5 6號接頭焊接曲線

2.3 8號接頭

8號接頭2錘斷裂，斷面面貌如圖6所示，焊接曲線如圖7所示。根據(jù)焊接曲線判斷，階段3、4同樣存在過渡不順利的情況，5s左右的斷路，焊接過程較順利完成，焊接曲線趨勢正確。2區(qū)灰斑較為明顯，單個面積并未超標(biāo)，屬于暗灰斑，一般認(rèn)為此處熱量較多，熱量充足或爆破劇烈形成凹坑，再后續(xù)的閃光中無法填充，融化后的金屬層中形成的夾雜物，屬于結(jié)合力薄弱地帶。這個時候適當(dāng)?shù)目梢詼p小階段4的焊接電壓，以后期降低爆破程度，或者增加頂鍛量，把為數(shù)不多的灰斑排擠出端面。

圖6 8號接頭斷面照

圖7 8號接頭焊接曲線

3 結(jié)束語

通過觀看不合格接頭焊接曲線可以知道：焊接3階段往4階段過渡時出現(xiàn)不連續(xù)；焊接后期4階段往后出現(xiàn)較大電流；焊接6階段出現(xiàn)提前短路。

簡單初步分析：

（1）焊接工藝參數(shù)的時效性，一組參數(shù)使用時間過長，可能會出現(xiàn)這樣的狀況，機器的狀態(tài)在下降。

（2）焊接前期加熱時間較短，焊接后期6階段電壓值較小，閃光爆破能力不足，都可能導(dǎo)致6階段沒有爆破，直接進入7階段頂鍛階段，電流超過焊接管理程序設(shè)定的短路閥值，判斷短路。焊接結(jié)果顯示為NO。

（3）閃光焊設(shè)備使用時間有五年，可能需要檢修，建議對整個機頭進行保養(yǎng)維護。

（4）鑒于實驗的結(jié)果和接頭斷面情況，工藝參數(shù)微調(diào)已經(jīng)不能滿足焊接質(zhì)量的要求，為了確保鋼軌焊接質(zhì)量和鐵路運營安全，建議重新進行焊接參數(shù)型式檢驗。

責(zé)任編輯：宋 飛

來稿時間：2017-01-19