■ 丁志遠(yuǎn)，李德明，李然

1. 概述

焊絲的分類方法有很多，按制造方法的不同可分為實(shí)芯焊絲和藥芯焊絲，而實(shí)芯焊絲可分為鍍銅實(shí)芯焊絲和無鍍銅實(shí)芯焊絲。無鍍銅焊絲因其產(chǎn)量有限、焊接成本較高和質(zhì)量不穩(wěn)定等因素，限制了其使用范圍。本文主要介紹我公司大量使用的CO2鍍銅實(shí)芯焊絲，其優(yōu)點(diǎn)有：成本低、質(zhì)量穩(wěn)定、熔敷速度快、生產(chǎn)效率高。

CO2鍍銅實(shí)芯焊絲按鍍銅方法不同分為化學(xué)鍍銅和電鍍銅兩種，相對(duì)電鍍來說，化學(xué)鍍以其環(huán)保性能好、生產(chǎn)效率高、成本低廉、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)得到廣泛的應(yīng)用，生產(chǎn)流程如圖1所示。

評(píng)定鍍銅實(shí)心焊絲質(zhì)量的指標(biāo)主要有鍍銅工藝、焊絲清潔度、是否亂絲、煙塵大小、飛濺情況、對(duì)導(dǎo)電嘴的影響及焊縫成形效果等。焊絲鍍銅的主要目的是提高焊絲的防銹性，增加焊絲的導(dǎo)電性，鍍銅工藝的優(yōu)劣直接關(guān)系到焊縫的質(zhì)量。

（1）焊絲防銹能力主要依賴于表面鍍銅層，而銅在空氣中具有較好的抗銹能力。焊絲發(fā)生銹蝕現(xiàn)象并非表面鍍銅層的銹蝕，而是焊絲鋼基體的銹蝕。焊絲銅層覆蓋不全是造成焊絲快速腐蝕的主要原因，使用銹蝕的焊絲會(huì)給焊接接頭帶來諸如氣孔、夾渣、裂紋等一系列致命的缺陷。

（2）鍍銅層質(zhì)量不良時(shí)焊絲經(jīng)過送絲輪時(shí)掉銅屑，嚴(yán)重的大片脫落，堵塞導(dǎo)絲管。

2. 焊絲的選用原則

焊絲的選擇要根據(jù)被焊鋼材種類、焊接部件的質(zhì)量要求、焊接施工條件（板厚、坡口形狀、焊接位置、焊接條件、焊后熱處理及焊接操作等）、成本等因素綜合考慮。對(duì)于碳鋼及低合金高強(qiáng)鋼，主要是按“等強(qiáng)匹配”的原則，選擇滿足力學(xué)性能要求的焊絲。焊絲直徑對(duì)焊縫位置、焊接參數(shù)也有影響，選用原則如表1所示。

圖1 化學(xué)鍍CO2實(shí)芯焊絲生產(chǎn)流程

常規(guī)推土機(jī)的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件有主機(jī)架、后橋箱、臺(tái)車架三部分。主機(jī)架支撐發(fā)動(dòng)機(jī)等動(dòng)力部件，由機(jī)架方盒和平衡梁架組成，要求焊縫具有較高的強(qiáng)度和沖擊韌性。后橋箱承擔(dān)著將變速箱動(dòng)力轉(zhuǎn)化為中央傳動(dòng)和終傳動(dòng)的動(dòng)力輸出任務(wù)，同時(shí)也是松土器松土和推土機(jī)牽引的承力源，對(duì)焊縫的質(zhì)量和氣密性要求嚴(yán)格。臺(tái)車架是“四輪一帶”的載體，共同構(gòu)成履帶行走單元，焊縫不規(guī)整、類型多、焊接量大。三大結(jié)構(gòu)件主體為切板件和鑄鋼件拼焊而成，切板件大多屬于中厚板，材質(zhì)為Q235、Q345、Q460C，鑄鋼件材質(zhì)為SCSiMn1H、SCSiMn2H、SC450W等。生產(chǎn)中采用直徑≥1.2mm的ER50—6焊絲，分為盤裝φ1.2mm、桶裝φ1.2mm和桶裝φ1.6mm三種。

ER50—6焊絲具有優(yōu)良的焊接工藝性能，焊縫成形美觀，飛濺小，對(duì)氣孔敏感性小，具有優(yōu)良的焊接力學(xué)性能，主要用于碳鋼以及抗拉強(qiáng)度級(jí)別為500MPa級(jí)低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接，滿足了推土機(jī)大型結(jié)構(gòu)件的使用要求。

3. 新焊絲應(yīng)用流程

新引進(jìn)的焊絲要應(yīng)用于生產(chǎn)是一個(gè)比較漫長(zhǎng)的過程，為保證滿足設(shè)計(jì)和工藝要求，需要進(jìn)行一系列的檢測(cè)和工藝試驗(yàn)，總體流程為：入廠檢測(cè)→焊絲的工藝試驗(yàn)→典型工位試用→推廣應(yīng)用。

（1）入廠檢測(cè) ①查看焊絲的清單列表、質(zhì)保書和合格證等文件是否齊全。②檢測(cè)焊絲的外觀，表面光滑平整，不應(yīng)有毛刺、劃痕、銹蝕和氧化等，鍍銅層均勻牢固，無起鱗現(xiàn)象。③用游標(biāo)卡尺測(cè)量焊絲直徑，對(duì)于φ1.2mm和φ1.6mm的焊絲公差控制在-0.04～+0.01mm之間。

（2）焊絲的工藝試驗(yàn) 焊絲的工藝試驗(yàn)是通過焊接試板接頭試樣的力學(xué)性能或其他性能檢測(cè)，證實(shí)焊接過程正確性和合理性。試驗(yàn)的內(nèi)容主要有拉伸試驗(yàn)、沖擊試驗(yàn)、彎曲試驗(yàn)、金相試驗(yàn)、晶粒度分析和化學(xué)成分分析。

工程機(jī)械通常使用中厚板材，試板選用1 6 m m厚的Q460C板材，規(guī)格和尺寸為：200mm×260mm，坡口形式采用單邊V形30°坡口，組對(duì)間隙2～3mm，接頭反面加陶瓷襯板，坡口表面及附近（兩側(cè)20mm范圍）清除水、銹、油污和其他雜質(zhì)，防止產(chǎn)生氣孔。選擇焊接技能較好的操作者進(jìn)行施焊，選用的焊接電流和電壓如表2所示，層間溫度控制在100～150℃。

焊后24h經(jīng)100%MT和UT探傷合格后，把試板切割成標(biāo)準(zhǔn)試樣進(jìn)行性能試驗(yàn)，結(jié)果如表3和表4所示。工藝試驗(yàn)結(jié)論：①該品牌焊絲滿足GB/T8110—2008 ER50—6力學(xué)性能和化學(xué)成分要求。②通過金相分析，焊縫形成晶粒細(xì)小的鐵素體及貝氏體組織，具有良好的力學(xué)性能（見圖2、圖3）。

（3）典型工位試用 焊絲工藝試驗(yàn)合格以后可以進(jìn)行典型工位試用，驗(yàn)證新焊絲對(duì)結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)工藝要求的滿足度。一般要包括前期準(zhǔn)備、典型工位的試用、短期問題處理、焊縫的探傷檢測(cè)等幾個(gè)步驟。選擇熟練工進(jìn)行試用，發(fā)現(xiàn)的問題具有一定的代表性。對(duì)存在的問題及時(shí)記錄總結(jié)并向廠家反饋，必要時(shí)可邀請(qǐng)廠家派員現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)。如圖4所示，操作者在后橋工位和臺(tái)車工位現(xiàn)場(chǎng)施焊。

表1 焊絲直徑的選擇

表2 試板的焊接參數(shù)

圖2 焊接試板

圖3 試樣及焊縫金相組織（200×）

圖4 后橋箱和臺(tái)車架現(xiàn)場(chǎng)施焊

表3 試樣的力學(xué)性能

表4 試樣化學(xué)成分檢測(cè)（質(zhì)量分?jǐn)?shù)） （%）

表5 常用焊絲與新焊絲典型工位使用對(duì)比

經(jīng)過近1個(gè)月的典型工位試用，焊后對(duì)重要焊縫進(jìn)行超聲波探傷，能夠滿足設(shè)計(jì)要求，對(duì)比出常規(guī)焊絲和新焊絲性能優(yōu)缺點(diǎn)，如表5所示。對(duì)于鍍銅層易脫落和清潔度較臟的問題，可以要求廠家改善鍍銅工藝和提高焊絲清潔度，以便更加適合生產(chǎn)的需要。

（4）推廣應(yīng)用 為進(jìn)一步驗(yàn)證新焊絲對(duì)工藝的滿足程度，將其擴(kuò)大到其他推土機(jī)結(jié)構(gòu)件焊接工位進(jìn)行推廣應(yīng)用，跟蹤并總結(jié)焊接作業(yè)人員使用過程中出現(xiàn)的問題，并對(duì)施焊的結(jié)構(gòu)件編號(hào)登記在冊(cè)，以方便后續(xù)查閱。

另外，聯(lián)系車間和輔料管理部門統(tǒng)計(jì)核算焊接輔料綜合成本，對(duì)比出與常規(guī)焊絲在適配性、經(jīng)濟(jì)性等方面的優(yōu)劣勢(shì)，為采購(gòu)方案的編制提供數(shù)據(jù)支撐。

4. 結(jié)語

由于市場(chǎng)上可供選擇的焊絲品牌越來越多，往往需要根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、工藝要求、生產(chǎn)特點(diǎn)和成本等綜合因素考慮焊材的性能，擇優(yōu)選用，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，注重成本控制。本文通過介紹新焊絲的應(yīng)用流程，旨在為其他廠家選擇焊絲品牌提供借鑒。