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(yīng)用

王海 楊志剛 劉建濱

摘要：澳大利亞批量生產(chǎn)礦石車期間，為保證關(guān)鍵焊縫的質(zhì)量，外方監(jiān)造要求對(duì)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(duì)間隙的控制、焊接操作細(xì)節(jié)及方法、易產(chǎn)生的缺陷、及產(chǎn)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(dá)到100%。得到外方監(jiān)造的高度認(rèn)可，下面將總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)、焊接技術(shù)要領(lǐng)進(jìn)行介紹

關(guān)鍵詞：焊接工藝；中梁下蓋板；腹板；應(yīng)用

1、工藝評(píng)定階段：

1.焊接工藝實(shí)驗(yàn)及評(píng)定：

焊接工藝評(píng)定在焊接中非常重要，AS1554.1中規(guī)定，母材或焊接材料更換必須重新做焊接評(píng)定。規(guī)定中包括：母材種類、焊接方法、焊接工藝參數(shù)，焊材牌號(hào)、接頭類型、焊接位置、焊接方向、預(yù)熱溫度等。還要進(jìn)行各種機(jī)械性能和理化實(shí)驗(yàn)。確保各項(xiàng)性能實(shí)驗(yàn)符合要求，形成WPS，方可應(yīng)用的實(shí)際生產(chǎn)操作。

1.1應(yīng)外方監(jiān)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(duì)接平焊（PA）。

1.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，平角焊焊接位置有弧坑裂紋產(chǎn)生，所以不建議采用該方法。

1.3開坡口對(duì)接平焊（PA）

開坡口對(duì)接平焊經(jīng)焊接工藝評(píng)定，各實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，可以進(jìn)入實(shí)施階段。

2、操作方法：

2.1 中梁下蓋板與腹板的組對(duì)

調(diào)整工藝方案和組對(duì)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(duì)間隙為0-1mm、調(diào)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(yùn)條方法。定位焊收弧時(shí)避免產(chǎn)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(xiàn)缺陷，影響焊接質(zhì)量，影響超聲波探傷合格率。

2.2 焊接設(shè)備及焊材準(zhǔn)備

⑴選用脈沖焊機(jī)或KR500型氣體保護(hù)焊機(jī)。

⑵焊絲采用K81TW。直徑￠1.2mm.

⑶保護(hù)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(nèi)側(cè)）焊接操作

3.1 中梁下蓋板與腹板組對(duì)點(diǎn)固焊結(jié)束后，在另一個(gè)臺(tái)位旋轉(zhuǎn)90°成平焊位置焊接中梁下蓋板與腹板坡口焊縫。

3.2 調(diào)整好焊接規(guī)范，調(diào)整焊接電流時(shí)采用專用試板進(jìn)行調(diào)節(jié)。不能在焊縫上調(diào)整，否者會(huì)影響焊接的質(zhì)量。

3.3 原焊接打底焊焊縫時(shí)在中梁底板側(cè)，焊工的視線受到限制、焊槍角度不正確，并且焊接時(shí)沒有進(jìn)行鋸齒形擺動(dòng)，造成在中梁腹板側(cè)（坡口側(cè)）焊縫融合不良，而下蓋板側(cè)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(jìn)后打底層焊前，先用角磨機(jī)將點(diǎn)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(yīng)在中梁腹板側(cè)，便于打底焊操作時(shí)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(dòng)，焊槍與水平面夾角45-50°。

3.5打底層焊接時(shí)采用單面焊雙面成型的焊接方法，焊槍應(yīng)對(duì)準(zhǔn)坡口根部采用小鋸齒型運(yùn)條方法進(jìn)行焊接，當(dāng)電弧擺動(dòng)到下蓋板處時(shí)應(yīng)稍作停頓，保證與下蓋板熔合良好，當(dāng)電弧擺動(dòng)到另一側(cè)坡口面時(shí)要有0.5-1mm的熔孔出現(xiàn)，如此往復(fù)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(wěn)定性，原來焊工多采用單手持槍，焊接過程中焊槍穩(wěn)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(shí)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(yùn)條法，電弧在坡口兩側(cè)應(yīng)稍作停頓，融合兩側(cè)坡口邊緣1-1.5mm，控制熔渣不能超前，防止產(chǎn)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(nèi)側(cè)）焊接操作操作要點(diǎn)：

⑴選擇正確焊接規(guī)范：電流的選擇要恰當(dāng)，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(jīng)驗(yàn)是焊接規(guī)范的大小以操作者能控制熔池和鐵水狀態(tài)為準(zhǔn)。操作者感覺控制不了熔池和鐵水，焊接規(guī)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(guī)范的選擇就是正確的。

⑵焊槍角度和適當(dāng)?shù)倪\(yùn)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(tài)的情況下盡量短，增加電弧的吹力。運(yùn)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(shí)在中梁腹板側(cè)，蓋面焊時(shí)在下蓋板側(cè)，有利于操作者觀察焊接狀態(tài)。

4、中梁腹板與中梁下蓋板（外側(cè)）焊接操作

4.1 在中梁吊至打磨臺(tái)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(jī)清根的方法，清根深度9mm。將坡口里面的黑點(diǎn)（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(yùn)槍法，采用右焊法，焊槍角度40-50°。運(yùn)槍時(shí)電弧在下蓋板與坡口面都要稍作停頓，避免兩側(cè)產(chǎn)生過深的夾角。如果填充層焊縫兩側(cè)產(chǎn)生夾角，用角磨機(jī)將夾角打磨平整或微凹，避免產(chǎn)生層間未熔合現(xiàn)象。

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

中梁腹板與中梁下蓋板（外側(cè)）焊接操作操作要點(diǎn)：

⑴用角磨機(jī)清理時(shí)要仔細(xì)，用手電或其他照明工具進(jìn)行檢查，確保無缺陷后方可進(jìn)行下一層焊接。

⑵選擇正確焊接規(guī)范、焊槍角度。

⑶層間打磨質(zhì)量，消除夾角和缺陷。

5、焊后檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：

5.1 外觀檢驗(yàn)：根據(jù)ISO5817-B級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求不允許有表面氣孔、裂紋、咬邊、未熔合等缺陷。

5.2 內(nèi)部檢測(cè)

超聲波探傷：根據(jù)ISO5817-B級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求不允許內(nèi)部有氣孔、裂紋、未熔合等缺陷。

6、結(jié)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(xiàn)在的100%。外方監(jiān)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(yùn)用到澳大利亞FMG、BMA、GWA等車型的中梁焊接上，應(yīng)用前景廣闊。

參考文獻(xiàn)：

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

[2]符定梅，王鳳，張莉，牛程.藥芯焊絲質(zhì)量控制措施研究[A].全國焊接工程創(chuàng)優(yōu)活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)論文集[C].2011年.

（作者單位：中國中車齊齊哈爾車輛有限公司）