MAG焊在農(nóng)機(jī)制造中的應(yīng)用試驗(yàn)

宋 宇 王國(guó)棟 褚洪俊

焊接是農(nóng)機(jī)企業(yè)普遍使用制造各種設(shè)備的重要工藝。在這種情況下，農(nóng)機(jī)企業(yè)對(duì)焊接質(zhì)量要求尤其對(duì)外觀質(zhì)量越來(lái)越高。

熔化極活性氣體保護(hù)焊，即MAG焊，通常用的保護(hù)氣體有：氬氣，氦氣，二氧化碳或這些氣體的混合氣，因氬氣比例較高又稱富氬混和氣體保護(hù)焊，MAG焊的主要優(yōu)點(diǎn)是可以方便地進(jìn)行各種位置的焊接，同時(shí)也具有焊接速度較快、熔敷率高等優(yōu)點(diǎn)。焊縫表面質(zhì)量好，波紋細(xì)密。本文通過(guò)MAG焊與二氧化碳保護(hù)氣體焊（以下簡(jiǎn)稱二保焊）對(duì)比試驗(yàn)，使焊縫表面質(zhì)量及力學(xué)性能完好，證明在農(nóng)機(jī)制造中應(yīng)用MAG焊的可行性，為今后的大規(guī)模應(yīng)用提供了試驗(yàn)依據(jù)，為提高各種農(nóng)機(jī)焊接及外觀質(zhì)量奠定了基礎(chǔ)。

一、試驗(yàn)設(shè)計(jì)及試驗(yàn)結(jié)果

1.試驗(yàn)材料

1.1 試驗(yàn)材料：母材為8mm厚Q235鋼板，規(guī)格為350mm×200mm的焊接試板4件。母材力學(xué)性能如表1所示。

表1 Q235鋼力學(xué)性能

MAG焊保護(hù)氣體為富氬混和氣體,氬氣濃度比例為80%，二氧化碳濃度比例為15%，氧氣濃度比例為5%。

1.2 試驗(yàn)設(shè)備：WE-300A萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)，JB-300B沖擊試驗(yàn)機(jī)，奧太NBC-500氣體保護(hù)焊機(jī)，直流正接。CST-50沖擊試樣投影儀。

2.焊接工藝

2.1 焊接接頭形式：采用對(duì)接形式，V型60°坡口，鈍邊0～1mm，間隙為1.5mm。

2.2 焊接工藝參數(shù)：對(duì)對(duì)接形式的接頭進(jìn)行平焊。平焊時(shí)采用向下焊（傾斜角度150），焊槍行走角位置5°至15°，富氬混和氣體保護(hù)焊的三瓶氣體（Ar、CO2及O2）通過(guò)配比器給焊機(jī)供氣，每瓶氣體壓力不小于0.3MPa。各種試件焊接工藝參數(shù)如表2所示。

表2 焊接工藝參數(shù)

3.試驗(yàn)方法

根據(jù)GB/T2651-2008《焊接接頭拉伸試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，加工試樣并使用WE-300A萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行拉伸試驗(yàn)；根據(jù)GB/T2653-2008《焊接接頭彎曲試驗(yàn)方法》的規(guī)定取樣和使用WE-300A萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行彎曲試驗(yàn)；根據(jù)GB/T2650-2008《焊接接頭沖擊試驗(yàn)方法》加工試樣，使用CST-50沖擊試樣投影儀檢查試樣，使用JB-300B沖擊試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)。具體取樣數(shù)量及注釋如表3所示。

表3 力學(xué)性能試驗(yàn)取樣數(shù)量

焊件焊接接頭力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果如表4所示。

表4 焊件焊接接頭力學(xué)性能

二、試驗(yàn)結(jié)果分析及結(jié)論

1.試驗(yàn)結(jié)果分析

由表4焊件焊接接頭性能測(cè)試結(jié)果可知：富氬Ar80%+CO215%+O25%，混和氣體保護(hù)焊焊接性能滿足設(shè)計(jì)要求。焊縫外觀光滑，波紋細(xì)密，焊縫質(zhì)量好。

拉伸試樣斷裂前有較為宏觀塑性變形，與拉伸軸呈45°角。斷口為典型的韌性斷裂，有光亮的金屬光澤，外形呈杯錐狀，纖維區(qū)、放射區(qū)和剪切唇區(qū)分比較明顯。在靜載條件下，無(wú)論選用哪種焊接方法，拉伸試樣的斷裂位置均為遠(yuǎn)離焊縫的母材，焊接接頭均不是薄弱環(huán)節(jié)。兩件試樣的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度均高于其母材標(biāo)準(zhǔn)值。

4件彎曲試樣彎曲角度180°，均未見(jiàn)有缺欠，焊縫塑性良好。焊縫和熱影響區(qū)的沖擊試樣均滿足其母材最低要求。

2.結(jié)論

根據(jù)試驗(yàn)所得工藝參數(shù)，我們進(jìn)行深松機(jī)和插秧機(jī)的焊接試驗(yàn)，并同以前二護(hù)焊的焊接件進(jìn)行了對(duì)比，MAG焊比二保焊有更大的優(yōu)勢(shì)：

（1）MAG焊的焊接接頭力學(xué)性能能滿足農(nóng)機(jī)設(shè)備要求。另外MAG焊與二保焊可使用相同的焊機(jī)，在已普遍運(yùn)用二保焊的農(nóng)機(jī)制造行業(yè)中，更容易推廣這種方法。

（2）與二保焊相比，MAG焊縫成形好，飛濺更少。這是因?yàn)榧尤肷倭垦鯕饨档土艘后w金屬的粘度，減少了表面張力，增加了熔池液態(tài)金屬的潤(rùn)濕性，穩(wěn)定了陰極斑點(diǎn)，提高了電弧的穩(wěn)定性，減少了焊接過(guò)程中液態(tài)金屬的飛濺。二保焊為了提高外表質(zhì)量而進(jìn)行打磨，增加了輔助工序及額外消耗，而MAG焊卻基本不用打磨。在進(jìn)行總成本比較時(shí)，MAG焊成本略有下降，具有較好的綜合效益，在農(nóng)機(jī)制造行業(yè)值得推廣應(yīng)用。