章超榮 王秀琴 楊海林

C80E型通用敞車地板拼接焊接工藝的改進(jìn)

章超榮 王秀琴 楊海林

本文通過對C80E型通用敞車地板拼接方式進(jìn)行工藝改進(jìn)，采用埋弧焊方式并進(jìn)行了工藝評定，評定結(jié)果可行，既提高了生產(chǎn)效率，又帶來了一定的經(jīng)濟(jì)效益。

1. 概述

C80E型通用敞車為我公司首次批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，車體主要結(jié)構(gòu)及所使用材料與C70E型通用敞車相比，均有較大的變化。 公司本次試制及批產(chǎn)車體使用的板材主要是以鞍鋼生產(chǎn)的S450AW為主，該材料屬新研制產(chǎn)品，從未批量應(yīng)用于產(chǎn)品中焊接過，而在S450AW供貨技術(shù)條件里寫明其焊接性能與高強(qiáng)耐候鋼材料Q450NQR1相當(dāng)。

而該產(chǎn)品研發(fā)公司齊齊哈爾軌道交通裝備有限責(zé)任公司在產(chǎn)品技術(shù)交底時(shí)，僅僅對氣體保護(hù)焊時(shí)配套使用的氣體保護(hù)焊絲TH550—NQ—Ⅱ進(jìn)行了說明，并推薦地板拼接時(shí)采取開坡口進(jìn)行富氬氣體保護(hù)焊焊接方式，我公司地板受板幅及運(yùn)輸限制，采用4塊拼接。地板拼接如圖1、圖2所示。

我們結(jié)合公司實(shí)際情況，對地板拼接進(jìn)行了埋弧焊工藝評定試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果可行，既提高了生產(chǎn)效率，又省去了地板開坡口工序，節(jié)省了生產(chǎn)成本。

2. 拼接埋弧焊工藝評定

試驗(yàn)?zāi)康模捍_定板厚6mm，材質(zhì)S450AW地板采用埋弧焊焊接工藝后，其焊縫熔深滿足圖樣要求不小于板厚的75%（即熔深為≥4.5mm），各項(xiàng)力學(xué)性能滿足要求，并確定合理焊接參數(shù)。

（1）試板焊接 焊前使用砂輪清理焊接區(qū)域油污等雜質(zhì)，以露出金屬光澤為標(biāo)準(zhǔn)。試板對接單面焊，M1號試板焊接采用小參數(shù)，M2號試板焊接采用大參數(shù)，具體焊接參數(shù)如表1所示。

（2）試驗(yàn)內(nèi)容 首先，焊接工藝性。電弧穩(wěn)定性及焊后脫渣性較好，焊縫成形良好（見圖3）。

其次，焊縫外觀及內(nèi)在質(zhì)量。焊后首先進(jìn)行焊縫表面的目視檢測，對接板表面無未熔合、咬邊、裂紋、弧坑及氣孔等焊接缺陷。焊后24h進(jìn)行X射線探傷，試板M1在試板端頭存在長30mm未熔透，試板M2均未出現(xiàn)氣孔及未熔合等缺陷，經(jīng)評定均為Ⅰ級合格，如圖4所示。

（3）力學(xué)性能試驗(yàn) M1試件端頭未焊透，力學(xué)性能試驗(yàn)時(shí)去除該未焊透部分。

首先，拉伸試驗(yàn)如圖5所示，試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

圖1 地板拼接焊縫示意

圖2 地板拼接簡化

表1 焊接參數(shù)

由試驗(yàn)結(jié)果可知，試板M1、M2的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度

均大于母材及標(biāo)準(zhǔn)要求，且斷裂位置位于焊縫熱影響區(qū)，拉伸性能合格。

圖3 焊縫外觀成形

其次，彎曲試驗(yàn)如圖6所示，彎曲試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

由試驗(yàn)結(jié)果可知，試板M1的背完試驗(yàn)在焊縫處斷裂，彎曲性能不合格。而M2的正面與背面彎曲試驗(yàn)在焊縫處、熱影響區(qū)處及母材處均保持完好，未發(fā)生斷裂現(xiàn)象，彎曲性能符合標(biāo)準(zhǔn)要求。最后，沖擊試驗(yàn)結(jié)果如表4所示。

圖4 X射線探傷照片

圖5 拉伸試驗(yàn)

表2 拉伸試驗(yàn)結(jié)果

（4）試驗(yàn)結(jié)果 C80E（H）型通用敞車地板對接雙絲埋弧焊，焊絲采用T H550—N Q－Ⅲ、焊絲直徑3mm、焊劑采用SJ101，結(jié)論如下：①焊接接頭力學(xué)性能、焊縫質(zhì)量合格，焊縫熔深滿足圖樣要求。②焊接電弧穩(wěn)定，焊接工藝性良好。④組裝間隙0～1mm，焊接電流為500～600A、電弧電壓為34～38V、焊接速度為0.6~0.8 m/min。

3. 埋弧焊與小車自動氣體保護(hù)焊對比

兩種焊接方法所使用的焊接參數(shù)如表5所示。

對比結(jié)果如下：

（1）較高的生產(chǎn)效率 從表5的焊接速度對比可知，小車自動氣體保護(hù)焊的焊接速度要低于埋弧焊焊接速度，因此單從焊接速度來說，埋弧焊的效率比小車自動氣體保護(hù)焊效率高。另外，由于使用小車自動焊時(shí)需要在前工序開制單邊30°坡口，花費(fèi)焊前鋪設(shè)小車軌道、調(diào)整焊槍等一定的焊接輔助時(shí)間，所以實(shí)際焊接按現(xiàn)在1名焊工手工焊接，埋弧焊需要25min，小車自動氣體

保護(hù)焊需要103min，生產(chǎn)效率提高約4倍。即使小車自動焊時(shí)按2名焊工同時(shí)焊接，需要的時(shí)間為83min，埋弧焊的生產(chǎn)效率仍提高約3倍。

圖6 彎曲試驗(yàn)

表3 彎曲試驗(yàn)結(jié)果

（2）較好的經(jīng)濟(jì)效益 使用小車自動氣體保護(hù)焊時(shí)，開制坡口帶來的人工成本費(fèi)及填充坡口焊絲消耗的材料費(fèi)用，這些費(fèi)用在使用埋弧焊時(shí)均可以省去。

4. 結(jié)語

（1）地板拼接采用埋弧焊焊接工藝，焊接接頭力學(xué)性能、焊縫質(zhì)量合格，焊縫熔深滿足圖樣要求。

（2）地板拼接采用埋弧焊焊接工藝,生產(chǎn)效率提高約4倍。

（3）地板拼接采用埋弧焊焊接工藝，節(jié)省了開制坡口的人工成本費(fèi)及填充坡口焊絲消耗的材料費(fèi)用。

表4 沖擊試驗(yàn)結(jié)果

表5 埋弧焊和小車自動氣體保護(hù)焊焊接參數(shù)

圖6

圖7 （200×）

圖8 （500×）

4.結(jié)語

試驗(yàn)結(jié)果表明所選焊絲符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，焊縫成形美觀，達(dá)到了理想效果。焊接過程應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：①經(jīng)過資料分析，所選焊絲的牌號是此次焊接試驗(yàn)的關(guān)鍵所在。②管頭焊接前，要經(jīng)過打磨，去除管子表面的多孔燒結(jié)層，是另一關(guān)鍵技術(shù)所在。③采用正確的焊接參數(shù)和檢測措施，從工藝上保證焊接的質(zhì)量。

另外，為了保證制造質(zhì)量，我們制定以下措施：①換熱管不允許直接使用鋼絲繩吊裝。②應(yīng)在換熱管下方墊有橡膠或木板。③換熱管端部的油污等雜質(zhì)，應(yīng)使用丙酮、砂紙清理干凈。④換熱管穿管時(shí)，穿管人員應(yīng)戴干凈的手套，不允許直接用手或帶有油污的手套進(jìn)行穿管。⑤在整個(gè)組裝、焊接和吊裝過程中，應(yīng)嚴(yán)格保護(hù)換熱管，防止磕碰、劃傷、變形。

設(shè)備制造完畢后，管頭經(jīng)過2.2MPa水壓試驗(yàn)，無泄漏部分，交貨以后，經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行，未出現(xiàn)任何泄漏情況，為今后類似材料的焊接積累了經(jīng)驗(yàn)。

作者簡介：李憲亮等，山東美陵化工設(shè)備股份有限公司。

章超榮等，南車二七車輛有限公司。