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        不銹鋼地鐵車體TIG自動焊應(yīng)用研究

        2015-12-01 00:57:39許理朱偉戴忠誠周成候孟憲偉漸春光陳菲張洪逵
        金屬加工(熱加工) 2015年20期
        關(guān)鍵詞:不銹鋼焊縫工藝

        許理 朱偉 戴忠誠 周成候 孟憲偉 漸春光 陳菲 張洪逵

        不銹鋼地鐵車體TIG自動焊應(yīng)用研究

        許理 朱偉 戴忠誠 周成候 孟憲偉 漸春光 陳菲 張洪逵

        采用TIG自動焊技術(shù)研究了不銹鋼地鐵車輛用X2CrNiN18-7薄板的焊接工藝。結(jié)果表明:在選用合適的焊接參數(shù)條件下,焊縫不僅外觀成形美觀、焊接變形小,而且接頭橫截面也顯示接頭熔合良好,無不良焊接缺陷。

        1. 概述

        目前不銹鋼車體制造常用焊接方法有MAG焊、電阻點焊和縫焊等,然而卻不適合焊接較薄且長直的密封性較高工件。TIG焊又稱鎢極氬弧焊,是一種非熔化極惰性氣體保護焊,該焊接方法不僅操作簡單靈活,而且熱量集中、熔深好、接頭質(zhì)量可靠,因此常用來焊縫缺陷修補及根部打底焊,但其生產(chǎn)效率較低。

        TIG自動焊是建立在TIG焊基礎(chǔ)上的一種高效高質(zhì)焊接方法,不僅能實現(xiàn)自動化焊接操作,焊接過程中熱輸入量穩(wěn)定,而且焊縫成形美觀、質(zhì)量可靠,特別適合于難焊接的不銹鋼薄板且長直工件。

        因此,本文就以我公司某不銹鋼地鐵項目為依托,選用與項目生產(chǎn)中車頂和底架波紋板大部件同材質(zhì)的X2CrNiN18-7不銹鋼薄板為試驗材料,嘗試探索其TIG自動焊焊接工藝,期望為后續(xù)車輛生產(chǎn)提供理論依據(jù)和工藝保障。

        2. 試驗條件

        試驗材料選用不銹鋼地鐵車輛用X2CrNiN18—7奧氏體不銹鋼板材,供貨狀態(tài)為冷軋態(tài),規(guī)格有0.8(1.0、3.0)mm×150mm×350mm三種,填充焊絲牌號E R 3 0 8 L S i,φ0.8mm。焊接接頭形式設(shè)計為搭接,焊前試板待焊區(qū)用丙酮溶液擦洗干凈,然后用F鉗將其固定在帶有銅墊塊的工裝上,試驗材料化學成分如表1所示。

        焊接設(shè)備采用龍門雙臂IGM焊接機器人,焊機為Fronius Trans Tig 4000,直流正接。試驗焊槍磁嘴φ8m m,鎢極材質(zhì)WC20、φ3.2mm,保護氣體采用95%Ar和5%H2的氬氫混合氣。試驗不同板厚組合TIG自動焊焊接參數(shù)如表2所示。工藝試驗完

        成后,沿垂直焊接方向截取少許宏觀試樣,經(jīng)砂輪機粗磨及砂紙精磨后,在體積比1:3的硝酸和鹽酸混合液(俗稱“王水”)中腐蝕,然后用低倍放大鏡進行觀察,部分試樣還采用金相顯微鏡作進一步觀察。

        表1 試驗材料化學成分(質(zhì)量分數(shù)) (%)

        3. 試驗結(jié)果

        (1)宏觀形貌 不同板厚組合TIG自動焊焊縫接頭宏觀形貌如圖1所示。顯然可見,在本工作試驗采取的焊接參數(shù)條件下,三種板厚組合焊縫接頭外觀均成形良好,未見焊接不良缺陷。焊縫正面均呈現(xiàn)出TIG焊常見的金黃色,表明焊接過程中氣體保護良好;焊縫背面清晰可見焊接熱痕跡,但未見過不銹鋼薄板MAG焊焊后背面常見的過燒或燒穿現(xiàn)象。

        (2)橫截面形貌 圖2為圖1三種板厚組合TIG自動焊焊縫接頭橫截面照片。從圖2可以看出,三種不同板厚組合TIG自動焊焊縫接頭橫截面均熔合良好,未見根部熔合不良等焊接缺陷。

        (3)金相組織 為進一步觀察TIG自動焊焊接頭微觀結(jié)構(gòu),選取板厚組合為1mm+1mm的焊接頭橫截面試樣在金相顯微電鏡下作進一步觀察,如圖3所示。母材區(qū)為典型的奧氏體組織;焊縫區(qū)為奧氏體加鐵素體的混合組織,但鐵素體含量較少;熔合區(qū)可見清晰熔合界線。

        4. 結(jié)語

        本文探索研究了不銹鋼地鐵車體波紋板大部件用X2CrNiN18—7薄板的TIG自動焊搭接焊接工藝。結(jié)果表明,在選用合適的焊接工藝條件下,TIG自動焊焊縫不僅外觀成形美觀、焊接變形較小,而且接頭焊接質(zhì)量可靠。因此為后續(xù)項目生產(chǎn)中該工藝的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

        表2 不同板厚組合TIG自動焊焊接參數(shù)

        圖1 不同板厚組合TIG自動焊接頭宏觀形貌

        圖2 TIG自動焊焊逢接頭橫截面照片

        圖3 焊縫接頭區(qū)金相組織照片

        許理等,南車南京浦鎮(zhèn)車輛有限公司。

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