摘要：焊接作為手提式滅火器筒體生產(chǎn)中的重要工序，是保證手提式滅火器質(zhì)量的關鍵，也是保證手提式滅火器安全運行的重要條件，而焊接質(zhì)量的好壞是由焊接工藝決定的，因此，保證手提式滅火器筒體生產(chǎn)中焊接工藝的合理性至關重要。本文對目前應用于手提式滅火器筒體的焊接工藝進行研究，擬定焊接工藝評定方案，并對工藝評定方案的合理性進行驗證，為制定手提式滅火器筒體的產(chǎn)品標準提供技術依據(jù)。

關鍵詞：手提式滅火器； 筒體； 焊接工藝

1 前言

目前應用于手提式滅火器筒體中的生產(chǎn)方法種類繁多，又缺少針對手提式滅火器筒體焊接工藝評定的相關標準來規(guī)范生產(chǎn)，使得市場上的手提式滅火器質(zhì)量參差不齊，對產(chǎn)品的使用帶來了安全隱患。焊接作為手提式滅火器筒體生產(chǎn)中的重要工序，是保證手提式滅火器質(zhì)量的關鍵，也是保證手提式滅火器安全運行的重要條件，而焊接質(zhì)量的好壞是由焊接工藝決定的，因此，保證手提式滅火器筒體生產(chǎn)中焊接工藝的合理性至關重要。通過調(diào)研得知目前手提式滅火器筒體的焊接工藝主要為兩種：制管線焊接（氬弧焊Ar）和自動熔化極氣體保護焊。本文針對這兩種焊接工藝進行對比研究，擬定焊接工藝評定方案，并對工藝評定方案的合理性進行驗證，為制定手提式滅火器筒體的產(chǎn)品標準提供技術依據(jù)。

2 焊接工藝評定試驗方案

經(jīng)調(diào)研得知，目前應用于手提式滅火器筒體生產(chǎn)的材料大多數(shù)為Q195，是一種碳素結(jié)構(gòu)鋼，σs≥195MPa，σb≥315MPa，具有高的塑性、韌性和焊接性能，良好的壓力加工性能。根據(jù)筒體材料的焊接特性及筒體的結(jié)構(gòu)特征，擬定焊接工藝評定試驗方案如下：

2.1 外觀檢查

不允許咬邊，焊縫和熱影響區(qū)表面不得有裂紋、氣孔、弧坑、凹陷和不規(guī)則的突變，焊縫兩側(cè)的飛濺物必須清除干凈；同一焊縫寬度應均勻，余高不超過2mm。

2.2 機械性能試驗（拉伸、彎曲、顯微硬度）

常溫下機械性能檢測，焊接接頭的強度和顯微硬度指標不低于母材標準值[1]。

2.3 金相檢驗

焊接結(jié)構(gòu)的服役能力和工作可靠性，既取決于焊縫區(qū)的組織和質(zhì)量，也取決于熱影響區(qū)的組織和寬窄。因此對焊接接頭組織進行金相觀察與分析已成為焊接生產(chǎn)與科研中用以評判焊接質(zhì)量優(yōu)劣，尋找焊接結(jié)構(gòu)的失效原因的一種重要手段[2]。本文參照ISO 17639-2003“金屬材料焊縫的破壞性試驗-焊縫宏觀和微觀檢驗”，檢驗焊縫根部應焊透，焊縫金屬和熱影響區(qū)不允許有裂紋、未熔合。

3 工藝評定試驗結(jié)果與分析

本文對兩種焊接工藝（筒體材料選用Q195，工藝參數(shù)如表1）的筒體取材進行評定性試驗并對其進行對比分析。

3.1 外觀檢查

兩組樣品的焊縫均勻，焊縫和熱影響區(qū)表面無裂紋、氣孔、弧坑、凹陷和不規(guī)則的突變等缺陷。

3.2 機械性能試驗

拉伸試驗：試驗方法按GB5100“鋼質(zhì)焊接氣瓶”和GB/T228“金屬材料 拉伸試驗”進行，試樣2個。

彎曲試驗：試驗方法按GB5100“鋼質(zhì)焊接氣瓶”和GB/T2653“焊接接頭彎曲試驗方法”進行，測定焊接接頭的完好性和塑性，彎曲180°后拉伸面上的焊縫和熱影響區(qū)內(nèi)沿任何方向不得有單條長度大于3mm的開口缺陷，試樣4個（面彎2個，背彎2個），寬度為20mm，長度150mm。

顯微硬度：試驗方法按GB/T4340“金屬材料 維氏硬度試驗”進行。

常溫下兩組焊接接頭試樣的強度均高于母材標準值，斷口位置均發(fā)生在母材，表明焊縫強度均合格。顯微硬度指標均不低于母材標準值，面彎和背彎試驗合格，無裂紋，表明三組焊接接頭的塑性良好。

3.3 金相檢驗

金相組織：基體為鐵素體+滲碳體，熱影響區(qū)為貝氏體，兩組試樣焊縫根部均焊透，焊縫金屬和熱影響區(qū)無裂紋、未熔合等缺陷。

4 驗證性試驗

4.1 水壓爆破試驗

兩種焊接工藝各取兩具進行試驗，試驗方法按GB4351.1-2005“手提式滅火器 第1部分：性能和結(jié)構(gòu)要求”進行。水壓試驗：采用水作加壓介質(zhì)，水溫不應低于5℃，試驗時先升壓至1.4MPa，然后卸壓，反復進行數(shù)次以排除水中氣體，然后緩慢、均勻升壓至2.1MPa，在此壓力下保壓1min并觀察是否有泄漏、破裂和可見的變形。爆破試驗：將經(jīng)水壓試驗合格后的筒體用和水壓試驗相同的方法緩慢均勻升壓，直到筒體破裂，記錄爆破壓力和容積變形率，破口形狀[3]。試驗結(jié)果如下表。

兩組樣品的水壓爆破性能均符合標準GB4351.1-2005“手提式滅火器 第1部分：性能和結(jié)構(gòu)要求”6.10.1.1，6.10.1.2條款要求。

4.2 疲勞試驗

兩種焊接工藝各取兩具進行試驗，試驗方法按GB/T9252 “氣瓶疲勞試驗方法”進行，循環(huán)壓力的上限值為2.1MPa，循環(huán)次數(shù)12000次，試驗后筒體應無裂縫、泄漏等缺陷[4]。疲勞試驗后，按GB4351.1-2005“手提式滅火器 第1部分：性能和結(jié)構(gòu)要求”進行爆破試驗，記錄爆破壓力和容積變形率，破口形狀。試驗結(jié)果如下表。

兩組樣品的疲勞試驗性能均符合標準GB4351.1-2005“手提式滅火器 第1部分：性能和結(jié)構(gòu)要求”6.10.1.4條款要求。

4.3 筒體壓扁試驗

兩種焊接工藝各取兩具進行試驗，試驗方法按GB4351.1-2005“手提式滅火器 第1部分：性能和結(jié)構(gòu)要求”進行，將筒體的中間分別安裝在兩個頂端半徑為12.5mm、厚度為25mm，寬度大于筒體直徑的壓塊中，在垂直于筒體的縱軸方向上壓扁，焊縫應與壓塊成90°，壓扁應在30s～60s之間發(fā)生，壓扁后的尺寸為筒體外徑的1/3。壓扁后對其進行水壓試驗，不應有泄漏、破裂等缺陷。試驗結(jié)果如下表。

兩組樣品的壓扁試驗性能均符合標準GB4351.1-2005“手提式滅火器 第1部分：性能和結(jié)構(gòu)要求”6.10.1.3條款要求。

5 結(jié)論

焊接工藝評定試驗結(jié)果表明，兩組焊接筒體的機械性能均滿足評定標準的要求，兩種焊接工藝均適合于手提式滅火器筒體的生產(chǎn)要求，通過驗證試驗表明制定的焊接工藝評定方案合理，滿足手提式滅火器筒體焊接的要求，可為制定手提式滅火器筒體的產(chǎn)品標準提供技術依據(jù)。

作者簡介：

李音，（1987-），男，漢族，應急管理部上海消防研究所助理研究員，從事滅火器及相關產(chǎn)品的研究與檢驗工作。

參考文獻：

[1] NBT 47014-2011 承壓設備焊接工藝評定 [S]

[2] 徐衛(wèi)東.焊接檢驗與質(zhì)量管理[M].機械工業(yè)出版社.2008.

[3] GB4351.1-2005.手提式滅火器第1部分：性能和結(jié)構(gòu)要求 [S]

[4] GB8109-2005 推車式滅火器 [S]