硅鋼片與不銹鋼焊接過(guò)程中焊接氣孔產(chǎn)生的原因及解決措施

陳方遒,韓　芮,鄧　欣（南車株洲電機(jī)有限公司,湖南　株洲　412000）

硅鋼片與不銹鋼焊接過(guò)程中焊接氣孔產(chǎn)生的原因及解決措施

陳方遒,韓芮,鄧欣
（南車株洲電機(jī)有限公司,湖南株洲412000）

分析硅鋼片與不銹鋼焊接過(guò)程中焊接氣孔產(chǎn)生的原因，并研究解決方案。結(jié)果表明：硅鋼片與不銹鋼焊接過(guò)程中焊接氣孔產(chǎn)生的主要原因是硅鋼片涂層中的有機(jī)物分解產(chǎn)生氣孔。采用鎢極氬弧焊可有效減少焊接過(guò)程中氣孔產(chǎn)生的傾向。

硅鋼片;不銹鋼;焊條電弧焊;鎢極氬弧焊;氣孔;有機(jī)涂層

硅鋼片是一種含碳極低的硅鐵軟磁合金，一般含硅量為0.5～4.5%。最近在公司一個(gè)供電電抗器鐵心的工藝制造中，要求對(duì)硅鋼片與奧氏體不銹鋼進(jìn)行焊接，在驗(yàn)證中發(fā)現(xiàn)硅鋼片與不銹鋼在焊接過(guò)程中易產(chǎn)生焊接氣孔缺陷。軌道牽引產(chǎn)品是公司主營(yíng)產(chǎn)品，硅鋼片為最常用的基本材料，所以研究硅鋼片與不銹鋼焊接過(guò)程中焊接氣孔產(chǎn)生的原因及解決方法，對(duì)保證公司產(chǎn)品質(zhì)量和設(shè)計(jì)產(chǎn)品工藝有十分重要的意義。

1　試驗(yàn)材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

硅鋼片選擇的是武鋼35WW360的硅鋼片，不銹鋼材料選擇的是1Cr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼。試件規(guī)格見(jiàn)表1。焊接過(guò)程中采用的是φ3.2的A 312不銹鋼焊條，A312是鈦鈣型藥皮的不銹鋼焊條。母材與焊條的化學(xué)成分見(jiàn)表2[1]。

表1　試件規(guī)格

表2　母材與焊條的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）

1.2試驗(yàn)方法

硅鋼片與不銹鋼焊接試驗(yàn)采用手工電弧焊焊接方法，接頭形式為角接接頭。焊接前對(duì)硅鋼片與不銹鋼焊接試板待焊處20mm表面清理干凈，進(jìn)行機(jī)械打磨去除鐵銹、氧化皮等雜質(zhì)。并用酒精進(jìn)行擦洗，去除表面的有機(jī)雜質(zhì)。焊條按照焊接工藝規(guī)范進(jìn)行烘干。焊接過(guò)程中適當(dāng)擺條利于熔池中氣體的溢出。

2　硅鋼片與不銹鋼焊接氣孔產(chǎn)生原因及解決方法

2.1硅鋼片與不銹鋼焊接過(guò)程中焊接氣孔產(chǎn)生原因

焊接后發(fā)現(xiàn)焊縫表面存在焊接氣孔缺陷，且多組試件均存在。

2.1.1潤(rùn)滑劑的原因

跟蹤硅鋼片加工時(shí)發(fā)現(xiàn)在剪沖時(shí)有少量潤(rùn)滑劑殘留在硅鋼片的表面，初步分析這些殘余物在焊接時(shí)受到加熱的作用外滲有產(chǎn)生焊接氣孔的傾向。

2.1.2硅鋼片涂層的原因

為滿足硅鋼片的耐蝕、絕緣等性能，硅鋼片的表面附有涂層，主要包括無(wú)機(jī)涂層、半無(wú)機(jī)涂層和有機(jī)涂層三大類，其中無(wú)機(jī)涂層具有最好的焊接性。公司產(chǎn)品供電電抗器鐵心所用硅鋼片是半無(wú)機(jī)涂層。這種半無(wú)機(jī)涂層的硅鋼片具有良好的剪沖加工性和防腐性。但是在焊接過(guò)程中樹(shù)脂的揮發(fā)可產(chǎn)生過(guò)多的氣孔[2]。

所以硅鋼片表面涂層中的樹(shù)脂焊接時(shí)分解是硅鋼片與不銹鋼焊接過(guò)程中焊接氣孔產(chǎn)生的主要原因。

2.2硅鋼片與不銹鋼焊接過(guò)程中焊接氣孔的解決方法

鎢極氬弧焊中鎢電極與母材間產(chǎn)生的電弧在惰性氣氛中極為穩(wěn)定，氬氣同樣起到保護(hù)熔池的作用。焊接速度低，熔池存在的時(shí)間長(zhǎng)，配合適當(dāng)擺條可使產(chǎn)生的氣體有效溢出。所以選用鎢極氬弧焊進(jìn)行焊接，焊絲為ER-309L。下圖為鎢極氬弧焊焊接硅鋼片與不銹鋼焊縫表面。結(jié)果表明采用鎢極氬弧焊可解決硅鋼片與不銹鋼焊接過(guò)程中產(chǎn)生焊接氣孔問(wèn)題。

3　結(jié)論

（1）硅鋼片涂層中有機(jī)物焊接時(shí)產(chǎn)生大量氣體來(lái)不及溢出是硅鋼片與不銹鋼焊接過(guò)程中焊接氣孔產(chǎn)生的主要原因。硅鋼片剪沖后殘留在表面的少量有機(jī)潤(rùn)滑劑也有產(chǎn)生焊接氣孔的傾向，建議剪沖后、疊片前清理干凈，并進(jìn)行焊前預(yù)熱。

（2）選用鎢極氬弧焊焊接硅鋼片與不銹鋼可解決焊接氣孔的問(wèn)題，小批量生產(chǎn)時(shí)可采用。

[1]丁啟湛,丁成鋼.不銹鋼的焊接[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2009．

[2]冷軋硅鋼片涂層 絕緣性 ,ht tp://wenku.baidu.com/ view/86a26a47a8956bec0975e364.html

[3]李亞江.焊接缺陷分析與對(duì)策[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2011．

陳方遒（1971—）,男，湖南長(zhǎng)沙人，本科，助理工程師，研究方向：變壓器制造工藝。