摘要：焊接作為手提式滅火器筒體生產(chǎn)中的重要工序，是保證手提式滅火器質(zhì)量的關(guān)鍵，也是保證手提式滅火器安全運(yùn)行的重要條件，而焊接質(zhì)量的好壞是由焊接工藝決定的，因此，保證手提式滅火器筒體生產(chǎn)中焊接工藝的合理性至關(guān)重要。本文對(duì)目前應(yīng)用于手提式滅火器筒體的焊接工藝進(jìn)行研究，擬定焊接工藝評(píng)定方案，并對(duì)工藝評(píng)定方案的合理性進(jìn)行驗(yàn)證，為制定手提式滅火器筒體的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)提供技術(shù)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：手提式滅火器； 筒體； 焊接工藝

1 前言

目前應(yīng)用于手提式滅火器筒體中的生產(chǎn)方法種類繁多，又缺少針對(duì)手提式滅火器筒體焊接工藝評(píng)定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)規(guī)范生產(chǎn)，使得市場(chǎng)上的手提式滅火器質(zhì)量參差不齊，對(duì)產(chǎn)品的使用帶來(lái)了安全隱患。焊接作為手提式滅火器筒體生產(chǎn)中的重要工序，是保證手提式滅火器質(zhì)量的關(guān)鍵，也是保證手提式滅火器安全運(yùn)行的重要條件，而焊接質(zhì)量的好壞是由焊接工藝決定的，因此，保證手提式滅火器筒體生產(chǎn)中焊接工藝的合理性至關(guān)重要。通過(guò)調(diào)研得知目前手提式滅火器筒體的焊接工藝主要為兩種：制管線焊接（氬弧焊Ar）和自動(dòng)熔化極氣體保護(hù)焊。本文針對(duì)這兩種焊接工藝進(jìn)行對(duì)比研究，擬定焊接工藝評(píng)定方案，并對(duì)工藝評(píng)定方案的合理性進(jìn)行驗(yàn)證，為制定手提式滅火器筒體的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)提供技術(shù)依據(jù)。

2 焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)方案

經(jīng)調(diào)研得知，目前應(yīng)用于手提式滅火器筒體生產(chǎn)的材料大多數(shù)為Q195，是一種碳素結(jié)構(gòu)鋼，σs≥195MPa，σb≥315MPa，具有高的塑性、韌性和焊接性能，良好的壓力加工性能。根據(jù)筒體材料的焊接特性及筒體的結(jié)構(gòu)特征，擬定焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)方案如下：

2.1 外觀檢查

不允許咬邊，焊縫和熱影響區(qū)表面不得有裂紋、氣孔、弧坑、凹陷和不規(guī)則的突變，焊縫兩側(cè)的飛濺物必須清除干凈；同一焊縫寬度應(yīng)均勻，余高不超過(guò)2mm。

2.2 機(jī)械性能試驗(yàn)（拉伸、彎曲、顯微硬度）

常溫下機(jī)械性能檢測(cè)，焊接接頭的強(qiáng)度和顯微硬度指標(biāo)不低于母材標(biāo)準(zhǔn)值[1]。

2.3 金相檢驗(yàn)

焊接結(jié)構(gòu)的服役能力和工作可靠性，既取決于焊縫區(qū)的組織和質(zhì)量，也取決于熱影響區(qū)的組織和寬窄。因此對(duì)焊接接頭組織進(jìn)行金相觀察與分析已成為焊接生產(chǎn)與科研中用以評(píng)判焊接質(zhì)量?jī)?yōu)劣，尋找焊接結(jié)構(gòu)的失效原因的一種重要手段[2]。本文參照ISO 17639-2003“金屬材料焊縫的破壞性試驗(yàn)-焊縫宏觀和微觀檢驗(yàn)”，檢驗(yàn)焊縫根部應(yīng)焊透，焊縫金屬和熱影響區(qū)不允許有裂紋、未熔合。

3 工藝評(píng)定試驗(yàn)結(jié)果與分析

本文對(duì)兩種焊接工藝（筒體材料選用Q195，工藝參數(shù)如表1）的筒體取材進(jìn)行評(píng)定性試驗(yàn)并對(duì)其進(jìn)行對(duì)比分析。

3.1 外觀檢查

兩組樣品的焊縫均勻，焊縫和熱影響區(qū)表面無(wú)裂紋、氣孔、弧坑、凹陷和不規(guī)則的突變等缺陷。

3.2 機(jī)械性能試驗(yàn)

拉伸試驗(yàn)：試驗(yàn)方法按GB5100“鋼質(zhì)焊接氣瓶”和GB/T228“金屬材料 拉伸試驗(yàn)”進(jìn)行，試樣2個(gè)。

彎曲試驗(yàn)：試驗(yàn)方法按GB5100“鋼質(zhì)焊接氣瓶”和GB/T2653“焊接接頭彎曲試驗(yàn)方法”進(jìn)行，測(cè)定焊接接頭的完好性和塑性，彎曲180°后拉伸面上的焊縫和熱影響區(qū)內(nèi)沿任何方向不得有單條長(zhǎng)度大于3mm的開口缺陷，試樣4個(gè)（面彎2個(gè)，背彎2個(gè)），寬度為20mm，長(zhǎng)度150mm。

顯微硬度：試驗(yàn)方法按GB/T4340“金屬材料 維氏硬度試驗(yàn)”進(jìn)行。

常溫下兩組焊接接頭試樣的強(qiáng)度均高于母材標(biāo)準(zhǔn)值，斷口位置均發(fā)生在母材，表明焊縫強(qiáng)度均合格。顯微硬度指標(biāo)均不低于母材標(biāo)準(zhǔn)值，面彎和背彎試驗(yàn)合格，無(wú)裂紋，表明三組焊接接頭的塑性良好。

3.3 金相檢驗(yàn)

金相組織：基體為鐵素體+滲碳體，熱影響區(qū)為貝氏體，兩組試樣焊縫根部均焊透，焊縫金屬和熱影響區(qū)無(wú)裂紋、未熔合等缺陷。

4 驗(yàn)證性試驗(yàn)

4.1 水壓爆破試驗(yàn)

兩種焊接工藝各取兩具進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)方法按GB4351.1-2005“手提式滅火器 第1部分：性能和結(jié)構(gòu)要求”進(jìn)行。水壓試驗(yàn)：采用水作加壓介質(zhì)，水溫不應(yīng)低于5℃，試驗(yàn)時(shí)先升壓至1.4MPa，然后卸壓，反復(fù)進(jìn)行數(shù)次以排除水中氣體，然后緩慢、均勻升壓至2.1MPa，在此壓力下保壓1min并觀察是否有泄漏、破裂和可見的變形。爆破試驗(yàn)：將經(jīng)水壓試驗(yàn)合格后的筒體用和水壓試驗(yàn)相同的方法緩慢均勻升壓，直到筒體破裂，記錄爆破壓力和容積變形率，破口形狀[3]。試驗(yàn)結(jié)果如下表。

兩組樣品的水壓爆破性能均符合標(biāo)準(zhǔn)GB4351.1-2005“手提式滅火器 第1部分：性能和結(jié)構(gòu)要求”6.10.1.1，6.10.1.2條款要求。

4.2 疲勞試驗(yàn)

兩種焊接工藝各取兩具進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)方法按GB/T9252 “氣瓶疲勞試驗(yàn)方法”進(jìn)行，循環(huán)壓力的上限值為2.1MPa，循環(huán)次數(shù)12000次，試驗(yàn)后筒體應(yīng)無(wú)裂縫、泄漏等缺陷[4]。疲勞試驗(yàn)后，按GB4351.1-2005“手提式滅火器 第1部分：性能和結(jié)構(gòu)要求”進(jìn)行爆破試驗(yàn)，記錄爆破壓力和容積變形率，破口形狀。試驗(yàn)結(jié)果如下表。

兩組樣品的疲勞試驗(yàn)性能均符合標(biāo)準(zhǔn)GB4351.1-2005“手提式滅火器 第1部分：性能和結(jié)構(gòu)要求”6.10.1.4條款要求。

4.3 筒體壓扁試驗(yàn)

兩種焊接工藝各取兩具進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)方法按GB4351.1-2005“手提式滅火器 第1部分：性能和結(jié)構(gòu)要求”進(jìn)行，將筒體的中間分別安裝在兩個(gè)頂端半徑為12.5mm、厚度為25mm，寬度大于筒體直徑的壓塊中，在垂直于筒體的縱軸方向上壓扁，焊縫應(yīng)與壓塊成90°，壓扁應(yīng)在30s～60s之間發(fā)生，壓扁后的尺寸為筒體外徑的1/3。壓扁后對(duì)其進(jìn)行水壓試驗(yàn)，不應(yīng)有泄漏、破裂等缺陷。試驗(yàn)結(jié)果如下表。

兩組樣品的壓扁試驗(yàn)性能均符合標(biāo)準(zhǔn)GB4351.1-2005“手提式滅火器 第1部分：性能和結(jié)構(gòu)要求”6.10.1.3條款要求。

5 結(jié)論

焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)結(jié)果表明，兩組焊接筒體的機(jī)械性能均滿足評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)的要求，兩種焊接工藝均適合于手提式滅火器筒體的生產(chǎn)要求，通過(guò)驗(yàn)證試驗(yàn)表明制定的焊接工藝評(píng)定方案合理，滿足手提式滅火器筒體焊接的要求，可為制定手提式滅火器筒體的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)提供技術(shù)依據(jù)。

作者簡(jiǎn)介：

李音，（1987-），男，漢族，應(yīng)急管理部上海消防研究所助理研究員，從事滅火器及相關(guān)產(chǎn)品的研究與檢驗(yàn)工作。

參考文獻(xiàn)：

[1] NBT 47014-2011 承壓設(shè)備焊接工藝評(píng)定 [S]

[2] 徐衛(wèi)東.焊接檢驗(yàn)與質(zhì)量管理[M].機(jī)械工業(yè)出版社.2008.

[3] GB4351.1-2005.手提式滅火器第1部分：性能和結(jié)構(gòu)要求 [S]

[4] GB8109-2005 推車式滅火器 [S]