提高輥套焊接質量的工藝改進

鐘勝賢，丁 芬

（常德煙草機械有限公司，湖南 常德 415000）

公司有一件輥套脫焊，工藝要求兩端頭對稱各車1mm，但實際情況為一端頭車的深度為2mm～2.5mm，導致焊縫連接處僅有1mm～1.5mm左右，在外力載荷的作用下脫焊。對問題零件進行切斷，坡口深度為5mm，未焊透深度大概為1.5mm左右，為了避免脫焊風險，準備進行焊接工藝實驗，對該問題進行攻關解決，預期效果熔深大于4.5mm，也就是未熔透小于0.5mm。

1 焊接實驗的方法

輥套坡口形式為5×45°的半V坡口，由于坡口角度較小，根部很難焊透。通過資料查閱，焊不透的原因可能是：①工藝參數和操作方法選擇：工藝參數不合適（可能是電流過小、電壓過高、焊速過快、焊絲干伸長太長等），焊槍操作不合理（可能是傾角過大、焊槍指向位置角度太大、左右焊法選擇）。②坡口角度過小，無法焊透。

針對以上兩個原因，決定進行兩個焊接實驗：①通過改變焊接電流、焊接電壓等參數進行實驗（不改變坡口形式）。②改變坡口形式和焊接電流、焊接電壓進行實驗。

2 焊接實驗過程

2.1 第一個焊接實驗實施過程

制作焊接實驗件，長寬高為100×30×10，材料45鋼，坡口形式為5×45°的半V坡口，數量若干，標識好，進行試驗。

通過資料查閱和實踐經驗可知：①采用右焊法更利于焊透，以及觀察熔池熔合情況；②焊槍角度10°～20°，更利于熔深；③平焊，在重力作用下，同樣條件下熔深更大；④干伸長受焊絲直徑影響：L=(10--15)倍焊絲直徑.當電流較小時選擇10倍，1.2mm焊絲電流范圍為120A～350A，試驗電流范圍為120～220，選取10倍～12倍，即干伸長為12mm～15mm左右；⑤電壓隨電流變化，根據一般經驗公式：焊接電壓=(0.04倍焊接電流+16±1.5)伏，由于坡口角度較小，電壓宜小不宜大，在此經驗數據基礎上再減少電壓1V～2V；⑥焊槍指向焊縫正中；

以上限定條件制定好后，只需改變電流和電壓，即可進行試驗，試驗結果如下：

表1 不同電壓電流下輥套焊接情況試驗結果

通過以上試驗，可以看出，當電流達到200A時，可完全熔透。

但與此同時，電流達到180A以上后，出現咬邊、甚至氣孔現象。原因是：隨著電流的增加，焊接速度必須跟著增大，但當電流達到180A以上時，焊接速度增大到一定程度，熔池情況便難以控制，相應的焊接缺陷（咬邊、氣孔）發生幾率加大，增加了返工的工作量。

2.2 第二個焊接實驗實施過程

為了解決上述問題，改變坡口形式（由半V改成半U），在保證焊透的情況下，降低焊接電流。先期自制試驗板進行參數試驗，摸索合理參數，下表為參數摸索試驗數值。

表2 采用同一方法在不同電壓電流下輥套焊接情況分析

對比圖片如下：

圖1 三種輥套未焊接前示意圖

圖2 三種輥套焊接后對比圖

后又用多塊試驗板試驗，最終摸索出以下合理參數：電流150A～160A，電壓19V～20.5V。

3 結語

按照新的焊接電流、焊接電壓參數，坡口為半U，進行產品焊接，8件交檢全部合格，無返工零件。圖3為焊后零件圖，焊縫外觀飽滿，無咬邊。圖4為車兩端頭后圖片，可以看出無氣孔等缺陷，8件均未發生脫焊現象。

圖3 為焊后零件圖

圖4 為車兩端頭后圖

通過焊接工藝對比實驗，摸索出了最佳焊接參數，解決了焊接質量問題，為以后解決類似問題提供了方法和思路。