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        不銹鋼地鐵側(cè)墻點(diǎn)焊工藝優(yōu)化

        2020-11-27 06:40:07寧海石
        商品與質(zhì)量 2020年51期
        關(guān)鍵詞:點(diǎn)焊側(cè)墻焊點(diǎn)

        寧海石

        中車(chē)青島四方機(jī)車(chē)車(chē)輛股份有限公司 山東青島 266111

        1 傳統(tǒng)不銹鋼側(cè)墻組焊工藝

        1.1 組裝工藝

        側(cè)墻組裝工藝為:側(cè)墻橫梁、立柱利用側(cè)墻骨架組焊工裝,通過(guò)反裝形式形成側(cè)墻單元骨架。然后將側(cè)墻骨架吊運(yùn)至側(cè)墻鋪板臺(tái)位,采用正裝形式鋪設(shè)側(cè)墻板,完成側(cè)墻單元組裝。將側(cè)墻單元吊運(yùn)至側(cè)墻單元點(diǎn)焊臺(tái)位,采用側(cè)墻單面點(diǎn)焊機(jī)完成側(cè)墻單元點(diǎn)焊。

        該工藝不足之處在于,工序流程長(zhǎng),占用廠房面積大,施工人員多。同時(shí)需要側(cè)墻骨架組裝和側(cè)墻鋪板兩種工裝共計(jì)6 套,工裝通用性差,柔性化程度不高,不同項(xiàng)目、不同斷面?zhèn)葔η袚Q時(shí)需要新制、或者調(diào)整改造工裝,工裝改造費(fèi)用高,工藝準(zhǔn)備周期長(zhǎng)[1]。

        1.2 焊接工藝

        側(cè)墻骨架與側(cè)墻板采用電阻點(diǎn)焊連接,主要以薄板為主,板厚組合通常為1.5mm +1.5mm,或1.5mm +2mm,采用單面點(diǎn)焊工藝,在側(cè)墻單元單面點(diǎn)焊平臺(tái)上使用單面點(diǎn)焊機(jī)進(jìn)行焊接,焊接臺(tái)位上鋪有導(dǎo)電和散熱較好的純銅墊板,可以起到輔助電極的作用,一方面可以減少點(diǎn)焊分流對(duì)于點(diǎn)焊焊接質(zhì)量的影響,另一方面較快的散熱可以控制焊接變形和提高焊點(diǎn)的質(zhì)量[2]。側(cè)墻總組成主要采用雙面點(diǎn)焊工藝,板厚組合通常為3mm +1.5mm,3mm +1.5mm +1.5mm 等,焊接難點(diǎn)不僅是板厚層數(shù)多,還存在板厚相差大,焊接時(shí)薄板容易出現(xiàn)熔深不夠和焊核直徑不夠的現(xiàn)象。點(diǎn)焊參數(shù)設(shè)置不合理同樣會(huì)導(dǎo)致焊點(diǎn)未熔合或未完全熔合;裂紋;氣孔;縮孔;電極壓痕過(guò)深、飛濺、過(guò)燒、熔透率不符合要求等缺陷。

        2 不銹鋼側(cè)墻組焊工藝優(yōu)化

        2.1 組裝工藝優(yōu)化

        2.1.1 工藝流程優(yōu)化

        將原側(cè)墻單元組焊工藝流程:側(cè)墻梁柱組焊→側(cè)墻骨架鋪板→側(cè)墻單元點(diǎn)焊,優(yōu)化為側(cè)墻橫梁與墻板點(diǎn)焊→側(cè)墻梁柱與橫梁弧焊,將側(cè)墻單元組焊工藝由3 個(gè)工步優(yōu)化為2 個(gè)工步,工藝流程縮短,臺(tái)位占用廠房面積減少,施工人員數(shù)量減少。

        2.1.2 工裝優(yōu)化

        傳統(tǒng)側(cè)墻骨架組焊工裝由墊板、定位塊、手動(dòng)壓緊器組成,工裝斷面根據(jù)側(cè)墻斷面設(shè)計(jì),側(cè)墻斷面變化以及項(xiàng)目切換時(shí),側(cè)墻骨架組焊工裝需要更換墊板,以滿(mǎn)足側(cè)墻斷面要求,工裝改動(dòng)量大費(fèi)用高,費(fèi)時(shí)費(fèi)力,工藝準(zhǔn)備周期長(zhǎng),同時(shí)工件定位采用手動(dòng)壓緊方式,生產(chǎn)效率低。

        優(yōu)化后的側(cè)墻骨架組焊工裝由18 組定位模板、4 組自動(dòng)壓緊裝置、6 根滑軌組成。其中18 組定位模板中每組模板由加工模板、支撐梁、支撐柱組成,定位模板在4 根滑軌上根據(jù)側(cè)墻單元大小隨意調(diào)整間距,同時(shí)滿(mǎn)足大、中、小側(cè)墻單元組裝;定位模板斷面形式可根據(jù)不同車(chē)型不同斷面角度進(jìn)行柔性化調(diào)節(jié),無(wú)需整體新制或者改造模板。自動(dòng)壓緊裝置由橫梁、支撐柱、壓緊氣缸、壓緊頭組成,自動(dòng)壓緊裝置在2 根滑軌上自由滑動(dòng),根據(jù)需要滑動(dòng)到待壓緊部位,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)壓緊;自動(dòng)壓緊裝置亦可根據(jù)側(cè)墻斷面形式柔性化調(diào)整角度,以滿(mǎn)足不同斷面?zhèn)葔卧獕壕o[3]。

        優(yōu)化后的側(cè)墻骨架組焊工裝由6 套減少為1 套,工裝的通用性強(qiáng),柔性化程度高,并可根據(jù)側(cè)墻單元大小和斷面不同,柔性調(diào)節(jié)定位模板及自動(dòng)壓緊裝置間距、角度,并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)壓緊,提高生產(chǎn)效率、降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度。

        2.2 焊接工藝優(yōu)化

        (1)未熔合的解決措施。未熔合是較嚴(yán)重的缺陷之一,直接影響焊縫接頭強(qiáng)度,尤其是疲勞強(qiáng)度。通常未熔合是由于熱輸入量不足造成,可通過(guò)加大焊接電流、電極壓力或焊接時(shí)間加以改善。

        (2)縮孔的解決措施??s孔是由于電極壓力不足,焊核液態(tài)金屬由外向內(nèi)凝固時(shí),縮孔處得不到有效的填充而形成,可以通過(guò)加大電極壓力、加長(zhǎng)焊接前的預(yù)壓時(shí)間來(lái)解決。

        (3)熔透率的控制措施。熔透率是焊點(diǎn)質(zhì)量是否合格的重要指標(biāo),過(guò)高和過(guò)低都會(huì)降低接頭強(qiáng)度。JIS Z3140 中指出,焊核的熔透率應(yīng)在20%-80% 之間。影響熔透率的因素較多,重要的有電流、焊接時(shí)間、電極壓力、電極材料、電極形狀等,電流、焊接時(shí)間、電極壓力過(guò)大時(shí)易造成熔透率過(guò)大,電流、焊接時(shí)間、電極壓力過(guò)小時(shí)易造成熔透率過(guò)小。上下電極材料不一致時(shí)同樣易造成熔透率過(guò)大。

        (4)過(guò)燒的解決措施。過(guò)燒后的焊點(diǎn)狀態(tài)表面有鉻碳化物沉積,影響無(wú)涂裝不銹鋼車(chē)體的商品化質(zhì)量。過(guò)燒通常由于焊接時(shí)間太長(zhǎng)、焊后冷卻時(shí)間過(guò)短造成。

        在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)生過(guò)燒的原因主要有:焊后冷卻時(shí)間過(guò)短:應(yīng)檢查點(diǎn)焊設(shè)備的冷卻水循環(huán)是否正常工作,保護(hù)氣體流量是否正常。

        (5)飛濺的解決措施。焊點(diǎn)焊接過(guò)程中出現(xiàn)表面和內(nèi)部飛濺,會(huì)影響焊點(diǎn)的表面和內(nèi)部質(zhì)量。電流過(guò)大、焊接時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、電極壓力過(guò)小、工件間間隙過(guò)大、焊點(diǎn)距工件邊距過(guò)小、工件表面清理不足均可能引起飛濺。

        在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)生飛濺的原因主要有:①工件間隙過(guò)大:不銹鋼點(diǎn)焊工件一般為薄板折彎、壓型件,工件折彎數(shù)量較多時(shí),應(yīng)優(yōu)先保證點(diǎn)焊位置的尺寸,確保工件配合密貼。在焊接剛性較弱、焊點(diǎn)較多的工件時(shí),應(yīng)采用合理的點(diǎn)焊順序,比如由中心向四周、間隔數(shù)個(gè)點(diǎn)焊跳躍的方式點(diǎn)焊。②工件表面清理不足:工件在下料時(shí)在工件表面會(huì)殘留油污、鐵屑等雜質(zhì),在點(diǎn)焊前必須將雜質(zhì)清除,保證工件間、工件與電極接觸面清潔。在焊接過(guò)程中應(yīng)及時(shí)觀察電極接觸面狀態(tài),電極帽或電極前端有明顯磨損或雜質(zhì)時(shí),應(yīng)及時(shí)更換電極帽或研磨整形。③工件壓力過(guò)?。弘S著點(diǎn)焊設(shè)備的使用,氣缸等部件狀態(tài)會(huì)逐漸產(chǎn)生變化,在出現(xiàn)頻繁飛濺時(shí),在排除其他因素后,應(yīng)利用壓力計(jì)、電流計(jì)對(duì)設(shè)備進(jìn)行驗(yàn)證。④焊點(diǎn)距工件邊距過(guò)小:手動(dòng)點(diǎn)焊設(shè)備出現(xiàn)該現(xiàn)象多數(shù)是由于操作人員焊接手法問(wèn)題,應(yīng)提升操作人員的操作能力、責(zé)任心。如果為自動(dòng)點(diǎn)焊設(shè)備出現(xiàn)該問(wèn)題,應(yīng)及時(shí)檢查工件位置、工裝及自動(dòng)焊接程序。

        3 結(jié)語(yǔ)

        通過(guò)上述不銹鋼地鐵側(cè)墻點(diǎn)焊工藝優(yōu)化論述,可得到以下結(jié)論:①通過(guò)側(cè)墻單元組焊工藝流程縮短、側(cè)墻單元組焊工裝通用性和柔性化程度提高,可實(shí)現(xiàn)側(cè)墻組焊工藝優(yōu)化,降低項(xiàng)目成本,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,提高生產(chǎn)效率;②通過(guò)優(yōu)化焊接參數(shù)、優(yōu)化板厚組合,可降低甚至避免焊接缺陷的產(chǎn)生。

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