搜索

气体保护焊实芯焊丝在轨道车辆制造中的应用

2015-06-11   金属加工热加工第8期作者:王鹏

  1.气体保护焊实芯焊丝使用情况介绍
  我公司主要从事高速动车组、城际动车组、城市轨道车辆及高档客车等系列产品的研发和生产。车辆的车体材料主要采用不锈钢、碳钢和铝合金,熔化焊焊接方法为MIG焊、MAG焊及TIG焊,因此实芯焊丝在生产现场得到了广泛使用,焊接材料种类和规格较多,主要材料对应使用的焊丝型号如表1所示。

  CHW—40CNH(φ1.0mm)适用电流230A以下,主要用于侧墙、车顶、总装及底架波纹地板的焊接;CHW—40CNH(φ1.2mm)适用电流230A以上, 主要用于底架框架的焊接;AWSA5.9ER309LSi(φ1.0mm) 主要用于不锈钢与碳钢材料之间的焊接;AWSA5.9ER308LSi(φ1.0mm)主要用于不锈钢件之间的焊接;ER50—6(φ1.2mm)适用电流230A以上,主要用于普通结构钢材料之间的焊接; ER50—6(φ1.0mm)适用电流230A以下,主要用于普通结构钢材料之间的焊接;ER5356(φ1.2mm)主要用于铝合金板厚在6mm以下的焊接;ER5356(φ1.6mm)主要用于铝合金板厚在6m m以上的焊接。常用的几种品牌的焊丝,如图1所示。
 
(a)不锈钢焊丝(意大利TFA) (b)铝合金焊丝(法国SAF—FRO)
 
(c)铝合金焊丝(意大利MTL) (d) 碳钢焊丝(中国ATLANTIC)
图 1
  2.实芯焊丝在使用过程中的典型问题
  在实际生产过程中也遇到了一些关于焊丝的问题,主要集中在铝合金材料的焊丝上。为了车体的轻量化,在车体的制造过程中使用了大量的铝合金型材结构,如侧墙、顶棚及地板等,这些部件通常由多块20多m的中空型材拼焊而成,为了提高生产效率,提高焊缝的质量,降低劳动强度。大量应用了焊接机器人代替人工进行焊接,如图2所示为IGM机器人焊接施工现场。
  图3为某产品侧墙自动焊焊接完成后焊缝表面出现通长焊缝气孔,气孔成连续状,并且直径较大。由图3a可以看出,焊缝表面出现大量鼓包现象,对焊缝余高进行稍微打磨后仍然可以用肉眼清晰地看见大直径气孔,焊缝余高磨平了进行P T探伤,气孔有所减少,但是大直径气孔仍然没有消除,说明该气孔属于贯穿性气孔,焊缝上的气孔密集,直径较大,焊缝的质量得不到保证。众所周知,铝合金焊接的气孔主要是氢气孔,主要原因是在焊接过程中熔池进入了水分,所以只要找到水分的source就可以查清气孔超标的原因。

图2 IGM焊接机器人
  通常情况下铝合金焊缝中水分的source有很多方面,故通过逐项排查,结果如表2所示。

  经过上面分析,初步判断问题焦点主要集中在气体纯度和焊丝上,为了找明产生气孔的原因,我们加入了另外一个品牌的焊丝和瓶装气体作为对比试验。准备4对焊接试板:所有试验都是在同一条件下进行;1号焊丝为现场使用的焊丝,纯度为99.999%高纯氩气;2号焊丝为全新另外一品牌焊丝,瓶装气为纯度为99.999%高纯氩气。焊接参数如表3、表4所示。

  环境温度22℃, 湿度为25%。焊接完成后按ISO10042—C级进行PT探伤。试验结果如图4所示。
 
(a)焊缝完成后  (b)加工焊缝余高
 
(c)余高磨平后PT探伤 (d)气孔实际直径
图3 自动焊焊缝出现连续气孔
 

                          (a)试验一: 2号焊丝+管道气     结果:PT探伤后焊缝无缺陷                               (b)试验二: 2号焊丝+瓶装气结果:PT探伤后焊缝无缺陷    

         

(c)试验三: 1号焊丝+瓶装气 结果:PT探伤后焊缝出现气孔缺陷  (d)试验四: 1号焊丝+ 管道气 结果:PT探伤后焊缝出现气孔缺陷 

图 4                                    

  通过以上试验,说明现场所使用的焊丝是导致焊缝大面积气孔的主要原因,及时进行了烘干处理也不能完全避免。故我们对该批次的焊丝进行了更换,最终解决了该问题。另外为了避免焊丝在储运过程中被污染、受潮,建立了相应了配套制度,如焊丝当天领当天用原则;整盘焊丝使用前禁止开封,开封后必须立即使用,现场存放的焊丝包装必须完整;现场存放架上不允许出现拆封后未使用的焊丝盘;每个产品项目完成后,现场剩余焊材要退回焊材库统一处理等。
  3.对实芯焊丝研发和发展的期待和建议
  焊丝的质量直接影响到焊缝的焊接质量,在生产过程中偶尔还遇到其他关于焊丝的问题,比如焊丝表面粗糙度不良,导致焊接过程中送丝不畅;焊丝表面有油污,导致焊缝质量不良;单盘焊丝中出现由熔接接头,然后打磨处理,说明焊丝在制造过程中出现了断丝现象;焊丝表面的耐磨性不足,送丝过程中因摩擦在送丝管内产生大量的絮状物或粉末,在送丝管中堆积成球状物,焊丝在进给过程中受到挤压产生弯曲,长时间堆积会导致堵丝现象,电弧回烧导致导电嘴烧损、送丝管被胀破裂等现象。故焊丝在生产、运输、储存及使用等过程都必须按照相关标准建立完整的制度,不同批次的焊丝质量还不够稳定,避免次品流入市场;提高焊丝耐磨性,保证焊丝在焊枪中送丝顺畅;焊丝采用真空袋包装、密封良好,并配装干燥剂,防止在储运过程中受潮;同时建立用户回访制度,第一时间获取用户的使用情况,不断做出更优质的产品。
  作者简介:王鹏,南车青岛四方机车车辆股份有限公司工程师,具有I W E资质,从事焊接工艺、焊接管理及焊接理论培训工作。

关键词:焊接,实芯焊丝,焊丝, | 作者 :

最新评论

查看更多评论   

关于我们

因为有你 新闻才更精彩

欢迎来投稿

版权所有

机械工业信息研究院· 金属加工在线MW1950 copyright © 2006-2018 mw1950.com .All Rights Reserved