对C70E侧墙焊接专机焊接质量提升的几点建议

对 C70E侧墙焊接专机焊接质量提升的几点建议

张福江

（中车沈阳机车车辆有限公司）

摘要：本文通过对C70E侧墙专机焊接产生的缺陷进行了分析，找出了气体保护焊产生缺陷的原因，根据工作经验，利用焊接熔化的原理和加热状态，通过对表面处理、调整焊接参数、焊枪角度、焊丝指向位置、做好专机维护，保证了焊接质量。

关键词：C70E 侧墙焊接专机 焊接缺陷 焊接参数 焊接质量

分厂在C70E生产过程中发现，在使用侧墙焊接专机进行侧墙上侧梁和侧柱与侧板的焊接时，易于出现焊接缺陷，不仅影响了产品质量，也增加了作业时间和成本。因此对侧墙专机气体保护焊焊接质量的控制和提高进行分析，找出焊接缺陷产生的关键，采取措施，提高焊接质量和焊接生产率十分重要。

一、 焊接方法与焊接设备

焊接方法：选用气体保护焊，采用混合气体CO²20%+Ar80%；使用松下YD-350GR3焊接设备。见图1。

图1

二、专机自动焊焊接过程中产生的主要缺陷

主要缺陷包括焊缝连续状气孔、焊缝不成形、飞溅较大、咬边、焊缝高度差较大、焊缝边缘存在未熔合、焊缝不直。起头出现未熔合气孔和收弧出现气孔小裂纹。焊缝表面在中心位置出现断续或连续的点状氧化皮，影响焊缝刷漆后的美观。

三、专机自动焊焊接缺陷形成的原因分析

（一）气孔

1.焊接电流较小，焊接热量不足，上侧梁和侧柱与侧板没有熔合好，导致焊缝两边出现连续状气孔。

2.侧柱锈蚀较大，焊丝和侧柱接触不良，导致熔滴爆破，破坏了气体的保护气氛，将空气带入，产生连续状气孔或单个大气孔。

3.焊接电压太大，导致大滴过度、熔滴爆破破坏了气体的保护气氛，将空气带入，产生连续状气孔或单个大气孔，如图2所示。

图2

4.焊接速度过快，导致上侧梁和侧柱与侧板之间焊缝的边缘，没有熔化就和焊丝熔化的铁液连接在一单气孔起，形成未熔合、连续状气孔，焊缝不成形。

5.周围风速过大造成保护气流量过小，如：厂房内使用的风扇吹过，产生一排蜂窝状小七孔。

6.导电嘴磨损、松动产生气孔。

7.焊枪角度调整不当、焊枪倾角太大：吸入空气，产生气孔，焊缝不均匀。

（二）焊缝成形不良

1.焊接电压较小，焊接速度较快时，导致焊缝不成形，上侧梁、侧柱锈蚀较大，有油漆导致焊接效果较差，导致焊缝不成形。

2.控制焊枪的滑道有锈蚀、尘土、油泥，螺丝松动时导致焊接过程不稳定，导致焊缝不成形。

3.焊枪导电嘴松动，焊接时焊丝出丝左右摇摆，引起焊接过程不稳定，导致焊缝不成形。

4.设备传动部分有油泥等，造成焊枪不能均匀移动，引起焊接过程不稳定，导致焊缝不成形。

（三）飞溅

1.焊接电流和焊接电压不匹配，焊接电压过大，产生熔滴爆破，破坏了保护气氛。

2.焊接回路接触不良，焊接电流和电弧电压瞬间不能很好地匹配，产生飞溅。

3.焊枪角度调整不当，吸入空气，焊接过程气体保护不充分导电嘴、产生飞溅。

（四）咬边

经过对于实际情况的分析，原因如下

1.焊接电流太大，电弧将焊缝的边缘熔化后，形成凹坑，铁液受重力的作用下垂，未能将凹坑填满，所造成的咬边。

2.焊接电压过大，加热面积增大，使焊缝边缘产生凹坑，铁液流不到焊缝边缘就冷却了，产生咬边。

3.当焊接电流大于310A以上、电弧电压大于32V 以上，虽然匹配好，无论焊接速度快、慢、快都将产生咬边。

4.控制焊枪的滑道有锈蚀、尘土、油泥、螺丝松动时导致焊接过程不稳定，导致咬边。

5.焊枪调整的角度较大、角度不正确,，电弧将焊缝边缘的母材熔化后没有得到熔敷金属的充分补充产生咬边。

6.焊接参数加大时，焊接速度过快，产生咬边。

（五）焊脚高度差较大

1.组装角焊点大于4mm，导致局部焊缝与焊点累加导致高度差大于2mm。

2.焊接专机轨道配合不好、有卡死现象、焊接速度不稳定，导致高度差大于2mm，如图3（见下页）所示。

（六）焊缝不直

1.侧柱组对误差较大，焊枪行进路线不匹配，导致焊缝不直。

2.控制焊枪的滑道有锈蚀、尘土、油泥，螺丝松动时导致焊接过程不稳定，导致焊缝不直。

图3

（七）起头出现尖角未焊透、焊缝边缘未熔合、气孔、收弧处存在气孔、小裂纹的焊接缺陷

1.焊枪倾角太大，加热热量不够导致焊缝起头处出现尖角未焊透、焊缝边缘未熔合。起弧滞后时间短，导致焊缝起头处出现尖角未焊透、焊缝边缘未熔合和气孔。

2.焊接电流和焊接电压较小时，起头处容易出现尖角未焊透、焊缝边缘未熔合。

3.侧柱、上侧梁和侧板有锈或者漆膜过厚，导致电弧不能稳定的将焊缝边缘熔化，电弧热量不足导致起头处容易出现尖角未焊透、焊缝边缘未熔合、气孔。

4.收弧处，收弧时滞后时间短，铁液没有将弧坑填满，冷却速度块导致坑处出现微小裂纹和气孔或者缩孔。

（八）焊缝表面中心，存在断续或连续、点状氧化皮

焊接完成后，忽略了焊丝镀铜溶化后的清理。刷漆后，氧化皮爆裂影响外观质量，如图4所示。

图4

四、解决焊接缺陷的措施

（1）对于焊接参数设置不当产生的问题，通过试验获得最优的参数。

由于侧墙焊接专机为半自动设备，侧墙定位后需要对焊机的各项参数进行调整，对于后续的焊接质量应县很大。所以我在指定的参数范围内，通过自己的经验，在综合考虑焊接速度、焊缝质量、焊接飞溅等情况，采用固定变量的方法，逐步对于焊接参数进行优化。最终的焊接工艺参数确定如表。

具体内容为充分利用焊枪倾角的角度和焊丝指向位置保证焊接质量、提高焊接生产率。首先，确定了上侧梁和侧柱与下侧门焊脚尺寸3.5-4.5mm，首先依据图样要求腰带与下侧门焊脚为4mm，考虑焊接的一致性，避免多次调整，确定焊脚为4-5mm。其次，焊枪焊丝指向位置的确定，充分利用焊接时，熔滴快速冲击过渡作用，堆敷熔化金属向腰带面上方拱起，冷却时，熔池金属受重力作用下垂，控制了焊脚表面面的凸起，加大了预热时间，焊缝有利于保证尖角焊透。最后，焊枪与前进方向夹角110°与侧板夹角60°，既考虑了对焊缝的预热，又保证了焊缝尖角的焊透，同时焊缝成形美观，提高了焊接速度。

加强日常生产中对于焊接设备的维护和了解，对于易损部分在焊接过程中应加强对于焊接质量的敏感度，及时发现了更换。

（3）对于物料因素产生的问题

在日常焊接中及时发现物料的问题，对于偶发性的因素使用砂轮等进行处理，而对批量的问题及时向分厂和相关部室反应。

五、结论与效果

通过对于侧墙专机焊接缺陷的分析，利用自身的焊接经验对可能造成缺陷的因素归纳出来，再总结出综合影响焊接质量的重点原因。

在进行焊接参数的优化后，结合对设备的维护、物料的处理，使侧墙的焊接一次交检合格率提升了20%，提升了焊接的质量，减少了工作时间。

参考文献：

[1] 中国机械工程学会焊接学会.焊接手册[M].北京：机械工业出版社。

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