半掛車工字形縱梁埋弧自動(dòng)焊焊接工藝改進(jìn)分析

摘 要：在如今的時(shí)代背景下，半掛車工字形縱梁作為半掛車的主要承載結(jié)構(gòu)，必須配合高質(zhì)量焊接工藝來確保整體質(zhì)量能夠滿足車輛性能需求。文章對半掛車工字形縱梁進(jìn)行分析，并對半掛車工字形縱梁中的埋弧自動(dòng)焊焊接工藝提出個(gè)人看法，希望為關(guān)注半掛車工字形縱梁埋弧自動(dòng)焊的人群帶來參考。

關(guān)鍵詞：半掛車工字形縱梁 埋弧自動(dòng)焊 焊接工藝改進(jìn)

0 引言

在工業(yè)技術(shù)高速發(fā)展的今天，焊接作為開展機(jī)械制造不可忽視的關(guān)鍵性技術(shù)，能夠從多個(gè)維度對我國工業(yè)體系的高速發(fā)展提供支持。埋弧自動(dòng)焊作為焊接工藝不可或缺的重要組成部分，更是能夠直接對焊接效果造成影響。因此，有必要對半掛車工字形縱梁埋弧自動(dòng)焊焊接工藝改進(jìn)開展研究。

1 半掛車工字形縱梁熱裂紋的影響與埋弧自動(dòng)焊工藝分析

在半掛車工字形縱梁使用過程中，如果焊接工藝質(zhì)量無法滿足需求，就容易導(dǎo)致半掛車工字形縱梁出現(xiàn)熱裂紋的缺陷問題，這種焊接缺陷不僅處理難度較高，而且處理環(huán)節(jié)相對比較復(fù)雜，很容易導(dǎo)致焊接結(jié)構(gòu)件出現(xiàn)損害問題。一般而言，工字梁焊道裂紋大多來自表面低熔點(diǎn)共晶物的開裂，這種裂縫問題可以視為焊接金屬在冷卻結(jié)晶的環(huán)節(jié)出現(xiàn)的性能質(zhì)量問題，從橫截面中心位置能夠沿著焊接時(shí)的縱向方向產(chǎn)生間斷性開裂。結(jié)合焊接裂紋的出現(xiàn)機(jī)理進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)這種裂縫缺陷是晶間裂縫所導(dǎo)致的熱裂紋[1]。與此同時(shí)，部分熱裂縫并不會(huì)在焊接完成后直接出現(xiàn)，作為帶有延時(shí)性的裂縫往往會(huì)在焊接工作結(jié)束后的幾小時(shí)后才能出現(xiàn)，相較于其他危害，帶有延時(shí)性的熱裂紋屬于潛在隱患問題，往往很難提前探測到焊接裂紋問題缺陷，所以為了提高焊接質(zhì)量，就應(yīng)該積極開展半掛車工字形縱梁的熱裂紋控制，以埋弧自動(dòng)焊工藝為核心，主動(dòng)加強(qiáng)埋弧自動(dòng)焊滾出的優(yōu)化管理。圖1為埋弧焊。

埋弧自動(dòng)焊是現(xiàn)代化焊接工藝不可忽視的重要工藝技術(shù)，在半掛車工字形縱梁在出現(xiàn)熱裂紋后，需要通過埋弧自動(dòng)焊來進(jìn)行裂紋處理，埋弧自動(dòng)焊在應(yīng)用期間，能夠在焊劑層下方通過大功率焊接，因?yàn)槁窕∽詣?dòng)焊在焊接電流與電弧壓力較大的同時(shí)，具有相對較強(qiáng)的電弧穿透能力，因此在焊接期間能夠有效排除未焊透氣孔缺陷，而且利用埋弧自動(dòng)焊進(jìn)行施工，還可以提高焊縫的表面成型能力，相較于傳統(tǒng)手工焊接而言，埋弧自動(dòng)焊在面對半掛車工字形縱梁熱裂紋問題時(shí)，能夠發(fā)揮出非常優(yōu)秀的焊接效果，埋弧自動(dòng)焊作為一種優(yōu)質(zhì)焊接方法，能夠在提高焊接效率與質(zhì)量的同時(shí)實(shí)現(xiàn)對焊接成本的控制[2]。

通過對半掛車工字形縱梁埋弧自動(dòng)焊工藝進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)因?yàn)槭┕るA段所采用的焊接電流較大，所以焊接輸入功率將會(huì)有所增加，隨著電弧熔透能力的增加，熔敷速度以及焊接速度都將會(huì)隨之增加。而且因?yàn)楹竸┑拇嬖冢€能夠在焊接過程中隔斷空氣與熔化金屬，避免熔池金屬因?yàn)槟踢^快而影響到凝固效果，熔化焊劑在與液體金屬接觸時(shí)需要花費(fèi)更多時(shí)間來完成冶金反應(yīng)，所以能夠在一定程度上避免氣孔、裂紋等問題的發(fā)生。需要注意的是，因?yàn)楹竸┻€能夠在反應(yīng)期間為金屬補(bǔ)充部分合金元素，因此還能在一定程度上增強(qiáng)焊縫金屬力學(xué)性能。如果選擇有風(fēng)環(huán)境進(jìn)行焊接，通過埋弧自動(dòng)焊還能夠進(jìn)一步提高焊接效果[3]。由于埋弧自動(dòng)焊能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)焊接，所以通過調(diào)整焊接參數(shù)還可以進(jìn)一步提高焊接穩(wěn)定性。諸如焊接電流、速度、電弧電壓、焊絲規(guī)格都有可能對焊縫形狀系數(shù)與熔合比造成影響，所以在利用埋弧自動(dòng)焊進(jìn)行焊接作業(yè)時(shí)，需要結(jié)合實(shí)際情況來主動(dòng)分析焊接需求，只有在條件允許的情況下通過試驗(yàn)進(jìn)行分析，才能確保埋弧自動(dòng)焊能夠真正滿足半掛車工字形縱梁施工需求。

2 半掛車工字形縱梁埋弧自動(dòng)焊工藝改進(jìn)策略分析

半掛車工字形縱梁埋弧自動(dòng)化技術(shù)的重要性毋庸置疑，通過對埋弧自動(dòng)焊工藝進(jìn)行針對性分析，可以在提高半掛車工字形縱梁焊接質(zhì)量的同時(shí)有效規(guī)避各種焊接缺陷問題的出現(xiàn)。

2.1 半掛車工字形縱梁埋弧自動(dòng)焊工藝的優(yōu)化改進(jìn)思路

在如今的社會(huì)背景下，為了滿足市場需求，就應(yīng)該結(jié)合實(shí)際情況來調(diào)整半掛車工字形縱梁的傳統(tǒng)埋弧自動(dòng)焊工藝，只有不斷優(yōu)化工藝體系，并結(jié)合焊接需求來調(diào)整工藝模式，才能借助工藝改造讓埋弧自動(dòng)焊真正實(shí)現(xiàn)價(jià)值最大化。

2.1.1 焊接材料的優(yōu)化改進(jìn)

因?yàn)楹附庸に嚨奶厥庑裕附硬牧腺|(zhì)量將會(huì)直接影響到焊接效果，所以為了讓埋弧自動(dòng)焊質(zhì)量得到更多保障，就應(yīng)該主動(dòng)加強(qiáng)材料管理，合理開展材料選擇能夠顯著提高焊接質(zhì)量。在焊接工藝優(yōu)化期間，可以結(jié)合半掛車縱梁設(shè)計(jì)要求以及運(yùn)行工況等因素來進(jìn)行綜合分析，只有結(jié)合半掛車工字形縱梁的運(yùn)行特征來加強(qiáng)針對性管理，才能讓焊接工作質(zhì)量變得更好。與此同時(shí)，還可以結(jié)合國家設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)以及縱梁結(jié)構(gòu)鋼材的性能情況來進(jìn)行針對性分析，通過主動(dòng)了解鋼材力學(xué)性能以及各種化學(xué)成分，可以進(jìn)一步掌握埋弧自動(dòng)焊的焊接工藝需求。需要注意的是，因?yàn)楹附庸に噷?huì)直接影響到半掛車工字形縱梁施工質(zhì)量，還應(yīng)該適當(dāng)加強(qiáng)材料檢查與分析，避免不滿足焊接性能標(biāo)準(zhǔn)的材料應(yīng)用在制造環(huán)節(jié)。為了進(jìn)一步加深對于焊接工作的認(rèn)可，應(yīng)該充分分析鋼材性能特征，必要時(shí)還可以結(jié)合焊接材料的作用與功能來選擇焊接材料，合理選擇焊接材料能夠?yàn)楹附庸に嚨母脑焯峁└噙x擇[4]。只有主動(dòng)加強(qiáng)對材料的控制與管理，才能讓焊接工藝的整體質(zhì)量得到更多保障。

2.1.2 焊接工藝參數(shù)調(diào)整

為了讓半掛車工字形縱梁埋弧自動(dòng)焊效果變得更好，還應(yīng)該在焊接工藝改進(jìn)的過程中適當(dāng)加強(qiáng)焊接工藝的參數(shù)調(diào)整，在參數(shù)調(diào)整期間，可以優(yōu)先考慮焊縫成形系數(shù)、焊接速度、電壓等參數(shù)，只有結(jié)合實(shí)際情況分析焊接需求，才能讓焊接工藝調(diào)整工作的開展變得更加具有針對性。在參數(shù)調(diào)整開始之前，應(yīng)該針對焊接構(gòu)件進(jìn)行清潔處理，主要針對施焊部位的油污、鐵銹、灰塵等進(jìn)行針對性清理，這樣便可以確保焊材與鋼材能夠正常體現(xiàn)出金屬光澤。在此期間，還應(yīng)該針對焊接材料以及焊劑開展針對性保管，這樣能夠有效避免材料出現(xiàn)變質(zhì)、變形的問題，進(jìn)而讓工藝參數(shù)質(zhì)量變得更好。由于焊接初始參數(shù)容易受到各種外界因素所帶來的影響，因此焊接人員可以結(jié)合實(shí)際焊接過程來不斷調(diào)整焊接工藝參數(shù)（電流、電壓、焊絲速度等），避免因?yàn)楣に噮?shù)不匹配而導(dǎo)致焊接缺陷的發(fā)生。由于焊接速度能夠直接影響到焊接質(zhì)量，速度增加將會(huì)導(dǎo)致裂縫缺陷變得更加嚴(yán)重，所以可以在焊接期間加強(qiáng)焊接效率控制，避免因?yàn)楹附铀俣冗^快而影響到焊縫質(zhì)量與性能。

在半掛車工字形縱梁埋弧自動(dòng)焊的工藝改進(jìn)過程中，應(yīng)該結(jié)合實(shí)際情況主動(dòng)分析焊接需求，只有結(jié)合實(shí)際需求加強(qiáng)工藝管理，才能在保障焊接質(zhì)量的同時(shí)降低焊接缺陷所帶來的負(fù)面影響。縱梁作為半掛車車架的核心結(jié)構(gòu)件，需要結(jié)合實(shí)際情況來主動(dòng)分析施工要點(diǎn)，要通過焊接材料、焊接工藝參數(shù)調(diào)整的方式不斷優(yōu)化焊接工藝，才能讓半掛車工字形縱梁在提高性能質(zhì)量的同時(shí)有效避免焊接缺陷問題的發(fā)生。

2.2 半掛車工字形縱梁埋弧自動(dòng)焊工藝改進(jìn)方法

以A企業(yè)為例，該企業(yè)所采用的埋弧自動(dòng)焊設(shè)備為上海某公司所制造的設(shè)備，埋弧自動(dòng)焊設(shè)備所采用的焊絲為規(guī)格2.0mm的碳鋼埋弧焊絲，焊絲牌號(hào)為GB H08MnA，焊接速度為850mm/min。在埋弧自動(dòng)焊的工藝分析中，應(yīng)該結(jié)合實(shí)際情況來選擇試驗(yàn)設(shè)備與相關(guān)原輔材料。為了進(jìn)一步提高焊接工藝的分析效果并提高焊接效率，可以將焊接速度控制在1000mm/min，通過初步計(jì)算，還可以對焊絲規(guī)格進(jìn)行調(diào)整，通過將焊絲從2.0mm的規(guī)格提高至2.4mm，并將焊接電流增加到700A，可以讓焊接效率與焊接質(zhì)量得到顯著提高。一般而言，埋弧自動(dòng)焊可以將設(shè)備的額定工作電流控制在1000A，結(jié)合縱梁焊接特性可以對持續(xù)負(fù)載率進(jìn)行控制，只有從多個(gè)維度加強(qiáng)焊接管理，才能讓埋弧自動(dòng)焊工藝發(fā)揮出應(yīng)有的作用。因?yàn)樗徒z機(jī)構(gòu)的特殊性，送絲輪與導(dǎo)電嘴需要結(jié)合焊絲規(guī)格來進(jìn)行調(diào)整，通過適當(dāng)增加導(dǎo)電嘴直徑等參數(shù)，能夠有效滿足焊接工藝的運(yùn)用需求。需要注意的是，在埋弧自動(dòng)焊工藝優(yōu)化期間，需要主動(dòng)聯(lián)系制造埋弧自動(dòng)焊設(shè)備的相關(guān)技術(shù)人員，以此來確認(rèn)焊絲直徑在工藝調(diào)整后是否會(huì)對高頻電纜以及其他結(jié)構(gòu)件造成性能影響，而且結(jié)合焊絲直徑變化還可以重新調(diào)整程控機(jī)的參數(shù)信息。

A企業(yè)在征求埋弧自動(dòng)焊制造企業(yè)的意見后對設(shè)備進(jìn)行了簡單調(diào)整，調(diào)整后的埋弧自動(dòng)焊工藝質(zhì)量得到了顯著提高，埋弧自動(dòng)焊的焊接件的抗拉強(qiáng)度及選用焊接材料委托研究所進(jìn)行檢測，在檢測后出具了相關(guān)檢驗(yàn)報(bào)告，檢驗(yàn)報(bào)告中的材料抗拉強(qiáng)度達(dá)到了480MPa，其工藝整體質(zhì)量得到了顯著提高。從對角焊縫的角度進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)隨著焊絲直徑的增加，焊接電流以及電弧電壓的提高，采用同樣的焊接速度能夠顯著提高焊縫施工質(zhì)量。通過將焊絲調(diào)整為2.4mm焊絲并增加焊接電流、工藝速度、電弧電壓，焊縫施工厚度提高了約20%，焊縫質(zhì)量能夠有效滿足工藝需求。在焊絲直徑、電弧電壓等1nUiMc7g032PKyt5gbq47EAdQgaQPBGvpB74bK48QxA=基礎(chǔ)參數(shù)相同的情況下，焊縫的余高將會(huì)隨著焊接工藝速度的增加而出現(xiàn)下降的情況[5]。調(diào)整對焊絲與設(shè)備進(jìn)行工藝調(diào)整，內(nèi)部熔深與強(qiáng)度參數(shù)將會(huì)發(fā)生改變，利用理論計(jì)算角焊縫進(jìn)行分析，每米熔入焊縫的空間體積將會(huì)發(fā)生改變，而且通過重新調(diào)整焊接工藝的相關(guān)參數(shù)信息，焊接速度的增加還將導(dǎo)致工藝效率得到顯提高，焊接速度由850mm/min增加至1000mm/min，能夠讓工藝效果增加約17.6%，這樣便能夠解決半掛車工字形縱梁生產(chǎn)效率偏低所帶來的負(fù)面影響。對于A企業(yè)而言，采用全新的焊接工藝將會(huì)導(dǎo)致焊絲使用量增加，焊接成本也將上漲，但是產(chǎn)品整體質(zhì)量同樣得到顯著提高。因此從性能角度進(jìn)行分析，通過適當(dāng)改造調(diào)整埋弧焊設(shè)備的性能參數(shù)，可以在增加焊絲直徑的情況下有效提高焊機(jī)運(yùn)行質(zhì)量，焊接速度與焊縫工藝質(zhì)量都將會(huì)隨之增加。A企業(yè)通過主動(dòng)針對半掛車工字形縱梁埋弧自動(dòng)焊工藝進(jìn)行優(yōu)化與改進(jìn)，在全新的埋弧自動(dòng)焊工藝下，成功提高了焊接質(zhì)量，并在控制焊接缺陷問題的同時(shí)提高焊接工藝的經(jīng)濟(jì)效益。

3 結(jié)論

總而言之，半掛車工字形縱梁埋弧自動(dòng)焊工藝是提高縱梁焊接質(zhì)量，降低焊接缺陷的關(guān)鍵，通過主動(dòng)針對埋弧自動(dòng)焊工藝進(jìn)行改進(jìn)與優(yōu)化，能夠讓埋弧自動(dòng)焊工藝效果變得更好，避免因?yàn)楹附淤|(zhì)量問題而導(dǎo)致半掛車承載能力受到負(fù)面影響。

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