影響NB2000型1600mm對接組合焊機(jī)焊接質(zhì)量的因素分析

（山東泰山鋼鐵集團(tuán)有限公司，山東 萊蕪 271100）

摘 要：對NB2000型1600mm對接組合焊機(jī)在某廠不銹鋼連續(xù)退火酸洗線中的應(yīng)用情況進(jìn)行了介紹，并針對生產(chǎn)過程中遇到的影響焊接質(zhì)量的主要因素進(jìn)行分析，并提出改進(jìn)措施，逐步掌握了該焊機(jī)在連續(xù)焊接不銹鋼時(shí)的正確操作方法，保證了焊縫質(zhì)量穩(wěn)定。

關(guān)鍵詞：焊絲;焊縫間隙;導(dǎo)電咀;電流

0 前言

某廠不銹鋼連續(xù)熱退火酸洗線中的關(guān)鍵設(shè)備800mm-1600mm對接組合焊機(jī)為國產(chǎn)設(shè)備，但由于導(dǎo)電嘴的選用、焊接電流、焊槍高度、焊槍平行度等因素影響，經(jīng)常造成焊接過程半途而廢，影響整條生產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)奏，且因焊縫熔合不透、焊縫質(zhì)量差而發(fā)生斷帶事故，一度成為制約生產(chǎn)正常連續(xù)的瓶頸。

1 NB2000型1600mm對接組焊機(jī)介紹

1.1 焊機(jī)組成及主要參數(shù)

該焊機(jī)主要由主機(jī)、入、出口對中平臺及挑套、液壓系統(tǒng)、焊接電源、氣動(dòng)系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)組成。主要參數(shù)如表1：

1.2 焊接方法

（1）采用融化極惰性氣體保護(hù)焊方法，用多支焊槍對接縫實(shí)施焊接;將四把焊槍分為兩組，每組皆可在制定區(qū)域段進(jìn)行單槍、雙槍焊接;焊接時(shí)帶鋼不倒坡口。

板厚2-5mm;采用協(xié)同式脈沖模式，單槍或雙槍焊接;板厚5-12.7mm;采用協(xié)同式脈沖模式，雙槍或四槍焊接。

（2）板寬800-900mm，且板厚小于5mm，采用單槍焊接，板寬大于900mm，且板厚大于5mm，采用四槍分成兩段焊接。因此，該焊機(jī)有四套焊槍、四套送絲機(jī)構(gòu)、四套焊接電源，并且有相應(yīng)的輔助設(shè)備，如電纜、冷卻裝置等。

焊接電流、焊接速度、送絲速度、焊絲直徑、保護(hù)氣體流量等焊接參數(shù)根據(jù)帶鋼厚度和材質(zhì)等實(shí)驗(yàn)后確定。

上述焊接方法和參數(shù)在焊前人工預(yù)選，焊接過程中自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。

（3）剪切帶頭帶尾與對縫。鋼帶在焊機(jī)內(nèi)剪切與自動(dòng)對縫，采用雙刀剪一次剪切帶頭和帶尾，剪切前帶頭和帶尾分別要對中，并被進(jìn)、出口夾鉗牢牢地夾緊。剪切后板料切口直徑在0.5mm范圍內(nèi)。

1.3 焊接流程

C型架剪切機(jī)停在原始位鎖緊—C型架拉桿滑塊下降—鎖緊插銷插入—帶頭帶尾進(jìn)入剪切區(qū)—入出口挑套對中—入出口夾鉗下降夾緊帶鋼—上剪刃下降剪切帶頭帶尾—鎖緊銷推出—C型架拉桿上升-上剪刃上升-帶頭前進(jìn)對接帶尾-帶頭帶尾對齊-C型架剪切小車及合金銅墊板右移-焊槍下降-焊接小車右移，接觸鋼板焊接，離開鋼板焊接終止-合金銅板下降-入出口夾鉗上升-鋼帶運(yùn)行，C型架剪切小車回原位。

2 影響焊接質(zhì)量的主要因素分析

2.1 保護(hù)氣體的影響

氧是表面活性元素，能降低液體金屬的表面張力。當(dāng)它加入到氬氣中，可細(xì)化熔滴尺寸，改善過渡性能。由于Ar+O2混合氣體具有一定的氧化性，故能穩(wěn)定和控制電弧陰極斑點(diǎn)的位置，這就可以避免因陰極斑點(diǎn)的游動(dòng)而產(chǎn)生電弧漂移、熔滴過渡不穩(wěn)、氣體保護(hù)作用被破壞以及焊縫成形不規(guī)則、產(chǎn)生咬邊和未融合等缺陷。少量氧的存在，還可以降低弧柱空間中的游離氫，使焊縫產(chǎn)生氣孔和裂紋的傾向減少。但由于氧的加入，使混合氣具有一定的氧化性。為防止合金元素的氧化燒損、凈化焊縫及抑制金屬飛濺等，氬中加入的氧量通應(yīng)控制在1%-5%的范圍內(nèi)，目前使用的混合氣含氧量為2%，效果比較理想，當(dāng)氣瓶壓力低于3MPa時(shí)應(yīng)及時(shí)更換。

2.2 導(dǎo)電咀的影響

導(dǎo)電咀的材質(zhì)及導(dǎo)電咀直徑的大小是焊接是否能夠順利完成的保證。該焊機(jī)設(shè)計(jì)使用的焊絲及導(dǎo)電咀直徑均為Φ1.6mm，但實(shí)際在生產(chǎn)過程中，由于整盤焊絲在送絲過程中存在一定的弧度，使得焊絲與導(dǎo)電咀孔徑之間接觸非常緊密，摩擦增大，常出現(xiàn)卡絲等現(xiàn)象。為了改進(jìn)這種現(xiàn)象，將原有導(dǎo)電咀擴(kuò)孔至Φ1.8mm，同時(shí)將純銅材質(zhì)的導(dǎo)電咀改為耐高溫性能更好的CuCrZr后，導(dǎo)電咀的使用壽命大大提高。

2.3 焊槍高度及焊接電流的影響

生產(chǎn)初期，焊接的起弧電流一直按100%-120%設(shè)定，焊槍高度為焊絲直徑的10-12倍加板厚設(shè)定，在焊接過程中，尤其是焊接剛起弧時(shí)堵槍十分嚴(yán)重，焊接不到一半，導(dǎo)電咀、導(dǎo)電罩就會燒毀，最多時(shí)每班消耗導(dǎo)電咀達(dá)30多個(gè)，導(dǎo)電咀的壽命及重復(fù)使用率低。通過對焊接電源及焊接過程的觀察分析，將焊接電流在原來基礎(chǔ)上提

高20A-30A 、起弧電流由原來120%改為80%，同時(shí)將焊槍的槍高在原來的（焊絲直徑的10-12倍加板厚）基礎(chǔ)上提高2-3mm。堵槍現(xiàn)狀基本消除，導(dǎo)電咀重復(fù)使用率大幅提高，現(xiàn)在生產(chǎn)薄規(guī)格及厚規(guī)格時(shí)，導(dǎo)電咀平均班消耗在5個(gè)以下。

2.4 焊縫間隙及焊接跑偏的影響

生產(chǎn)過程中，焊縫間隙的大小及均勻，直接影響金屬熔融后的滲透情況。焊縫的熔合情況和焊接過程中焊槍跑偏是造成斷帶的主要原因。通過對雙刃剪間隙、入口壓板推進(jìn)裝置的調(diào)整及下電極中心線的校正，焊縫間隙由原來傳動(dòng)側(cè)與操作側(cè)相差0.4mm-0.5mm變?yōu)楝F(xiàn)在最大相差0.2mm以下，有效保證了焊縫的穩(wěn)定性。為了保持四把槍的平行度，設(shè)計(jì)加工了焊槍固定板。通過四塊絕緣耐熱板將前槍和后槍固定，通過固定板上的螺栓來固定、調(diào)整前后前的平行度，有效防止了焊接跑偏，保證了焊縫質(zhì)量。

2.5 送絲不暢影響因素

送絲不暢指在設(shè)定好一定的送絲速度后，焊接過程中焊絲有卡阻，導(dǎo)致送絲不均勻或不送絲。實(shí)際生產(chǎn)過程中影響因素主要有，焊絲質(zhì)量差、有毛刺，送絲機(jī)構(gòu)中設(shè)定的送絲輪與焊絲接觸壓力有誤或送絲機(jī)構(gòu)經(jīng)長時(shí)間使用，沒有及時(shí)清理里面的磨損屑、焊槍中的送絲簧燒毀等，這些均會對送絲有影響，應(yīng)經(jīng)常檢查并對癥解決。

2.6 焊絲的影響

焊絲的種類選用及質(zhì)量對焊接質(zhì)量的好壞起到至關(guān)重要的作用。生產(chǎn)中主要以奧氏體不銹鋼鋼卷的焊接為主。奧氏體不銹鋼用焊絲的選擇原則是在無裂紋的前提下，保證焊縫金屬的腐蝕性能及力學(xué)性能與母材基本相當(dāng)或略高，盡可能保證其成分大致與母材成分一致或相近。該焊機(jī)對于奧氏體不銹鋼焊接一直使用ER304焊絲，焊縫質(zhì)量穩(wěn)定。同時(shí)，對于鐵素體不銹鋼選用焊絲時(shí)[1]，應(yīng)采用含有害元素（如C、N、S、P等）低的焊絲，以便改善焊接性能和焊縫韌性。焊縫成分可采用與Cr17系同質(zhì)成分，也可采用奧氏體型高Cr、Ni焊絲，以降低焊縫敏感性，提高抗裂能力，實(shí)際生產(chǎn)中使用ER309（H1Cr24Ni13）型奧氏體焊絲焊縫質(zhì)量較為穩(wěn)定，且ER309同樣能用于奧氏體不銹鋼的焊接。

3 結(jié)論

通過對影響焊機(jī)焊接質(zhì)量的主要因素分析，并不斷改進(jìn)完善，逐步掌握了不銹鋼連續(xù)焊接的正確操作方法，目前焊接厚度≤8.0mm不銹鋼鋼帶一次成型，不用打補(bǔ)丁，保證了生產(chǎn)線的連續(xù)運(yùn)行。