不銹鋼薄板焊接質量影響原因分析淺談

蔡玉清　王鳳利

【摘 要】本文根據公司質量提升，結合產品實際，簡明介紹了焊接質量方面的幾個評價要素及含義，分析了影響這幾個評價要素基本原因及一些解決方法。

【關鍵詞】不銹鋼；焊接質量；焊縫

引言

不銹鋼焊接由于焊接方法、設備、材料、工藝手段、操作方法不同，所得到的焊接質量千差萬別。現就熔化極氬弧機，采用直流反接接法，在焊接不銹鋼薄板中影響其焊接質量的一些主要原因分析及解決辦法供大家參考。

一、焊接質量評價術語的含義

1.焊接縫牢固度：主要看工件正反二面材料是否完全熔接，抗拉抗折能力。

2.焊縫平面度：指的是焊縫及熱影響區實際平面與基準平面間隙值，間隙越大工件變形量就越大，平面度就越差，反之就平面度就好。

3.焊縫直線度：指的是工件拼縫中心線與實際焊縫中心線偏差值。偏差越大直線度越差。

4.焊縫高度：指的是焊接后最高厚度減材料厚度。

5.焊縫寬度：指的是焊縫截面中基材被熔化最長的長度。

6.焊縫均勻性：指的是一定焊接長度中焊縫高度、焊縫直線度、焊縫寬度最大值和最小值的差值，差值越小均勻性越好。

7.起弧和收弧點質量：起弧和收弧點的面表質量，以不咬邊不熔蝕材料邊部為最好。以少咬邊不熔蝕材料邊部為次之。咬邊又熔蝕材料邊部為差。

8.焊接裂紋：熱裂紋、冷裂紋、應力腐蝕裂紋的統稱。

9.焊接尺寸精度：指的是部件設計尺寸、角度，與實際尺寸和角度的偏差，偏差越大精度越低。反之則高。

二、通過本職工作對影響不銹鋼薄板焊接質量原因分析淺談

1.焊縫平面度質量控制

1.1 實際上就是對部件變形量的控制，控制好變形，焊接尺寸才有保證。可采取下列措施：

1）盡可能減少工件發熱量、發熱面積。（控制好焊接電流和電壓、焊接速度、焊縫寬度）

我在成都“四號線”0.6mm車頂波紋板與厚度1.5mm安裝座焊接，做過多次試驗也證實了這一點。如采取TIG焊接，焊接速度慢，增加焊件變形，送絲角度不順暢，還增加了勞動強度，浪費焊接材料。現在采取MAG焊接，采取小電流，快速焊接，既減少焊接變形，又減少勞動強度、提高勞動效率，焊后有效地解決了0.6mm不銹鋼薄板密封性焊接的技術難題，為大批量流水線生產奠定了較好的焊接工藝基礎。

2）選用合適的工裝、夾具。

在墨爾本車頂風機焊接中，由于設計特殊性，焊后車頂風機位置變形嚴重，我認真查看圖紙、測量焊接變形量，通過多次研究車頂工裝結構，最終采取反變形與合理焊接順序相結合的辦法，有效解決了這一難題。首先，用多根頂針把風機位置頂平，把進風口的框架用事先做好的樣板組對好，其次，用多個頂針把車頂風機需要焊接的部位頂起，最后，用剛性拉桿把車頂兩側邊梁緊緊的固定在胎位上，人為制造出一個反變形量。焊接時，采用合理的焊接順序（即采用對稱焊接和交錯焊接）有效解決了車頂風機進風口焊后變形難題。

3）盡可能快速冷卻裝置。

我在100%低地鐵項目車頂部件焊接時，由于車頂密封梁過長，焊接量過大，極易造成焊接變形而影響焊接質量，為了解決這個困難，我采用四步操作法。第一步：剛性固定法，防止焊接時應力過大，產生變形。第二步：選擇SAF-焊機，即采用脈沖MAG焊接防止熱影響區溫度過高，而造成焊縫變形。第三步：采用合適的焊接順序，即先焊橫向焊縫，再縱向焊縫，長焊縫采用分段焊接，里面筋板采用交錯焊法。第四步：邊焊接邊在焊接背面澆水冷卻，防止密封梁整體變形。

4）焊縫長度大于120㎜，拼接考慮焊縫的收縮率。0.8㎜厚材料收縮率為0.08%～0.15%。

在墨爾本車頂焊接中，因該結構設計復雜，車頂波紋板0.8mm需要密封焊接，且需要滿焊，焊后不能漏雨，由于操作難度大，焊接量過大，焊縫過分集中，焊后容易產生嚴重的焊接變形和漏雨。為解決這一問題，我一邊施工，一邊研究焊接結構，經過多次反復試驗，最后小底座采用小電流快速焊接，大底座采取合適的焊接規范和焊接速度，以及在焊接中隨時調整焊條角度和運條方法，最終解決了此問題，受到了焊接工藝人員好評，為下道工序提高強有力保障，提高產品一次交檢合格率100%，為后續順利生產打下堅實基礎。

1.2 焊縫高度和寬度的控制

對加絲焊接來說與送絲速度、焊絲直徑、電流大小、部件之間的間隙大小、焊接速度有關，在相對不變的前提下主要有以下特性：焊縫高度與送絲速度成正比、與焊絲直徑成正比、與焊接電流成反比、與工件間隙成反比、與焊接速度成反比。

1.3焊縫均勻性的控制與部件焊接質量有直接關系，自動焊上控制容易，手工氬弧焊完全取決于操作者熟練程度，與焊接牢固、美觀、平面度等有關。為較好控制焊縫均勻性，僅可能采用自動焊接。

1.4焊縫顏色可直接反映出焊接過程中的氣體保護狀態、冷卻狀況、焊接電流、焊接速度等調節的合理性。為達到較好的焊縫顏色，一般采用下列辦法：

1）在保證焊接牢固度前提下，僅可能采用小電流減小熱量產生。

2）合適的焊接速度，速度過快工件溫度還很高時已移出氣體保護范圍這樣顏色會不好，速度過慢時在單位時間內對工件的熱量會增多工件變色會嚴重。

1.5起弧與收弧的控制，由于設備和操作技能方面的局限性，往往起弧與收弧處缺陷較多。我們采用下列手段加以解決：1.減小起弧和收弧電流，減慢電流提升速度，這樣能有效防止咬邊、熔蝕等缺陷。2.在工件上增加一定長度的引弧板和收弧板，完成焊接后去除。3.起弧時提高送絲速度等。

1.6焊件的尺寸包括長度尺寸和角度。從我們多次工藝試驗中得到如下規律：焊縫在冷卻后都具有收縮性，焊縫距離越長收縮越大，板料越厚收縮越大，當然還有電流大小對它的影響，焊接速度、冷卻速度等諸多因素。為保證部件焊接后達到設計尺寸要求，我們采用給焊接拼縫一定的間隙（間隙形狀如等腰三角形），當然起弧處是不能有間隙的。

三 結束語

隨著科學技術不斷進步，新工藝、新材料、新設備不斷出現，焊接技術日新月異，焊接質量會不斷提高，影響焊接質量原因分析會更加深入。

參考文獻：

[1]《國際焊接工程師（WTI）培訓教程》（2007年）哈爾濱焊接技術培訓中心

[2]《金屬焊接材料手冊》吳樹雄 尹士科 李春范 化學工業出版社

（作者單位：中車長春軌道客車股份有限公司）