新品牌焊絲在山推結構件生產中的應用流程淺析

■ 丁志遠，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芯焊絲和藥芯焊絲，而實芯焊絲可分為鍍銅實芯焊絲和無鍍銅實芯焊絲。無鍍銅焊絲因其產量有限、焊接成本較高和質量不穩(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鍍銅實芯焊絲，其優(yōu)點有：成本低、質量穩(wěn)定、熔敷速度快、生產效率高。

CO2鍍銅實芯焊絲按鍍銅方法不同分為化學鍍銅和電鍍銅兩種，相對電鍍來說，化學鍍以其環(huán)保性能好、生產效率高、成本低廉、操作簡便等優(yōu)點得到廣泛的應用，生產流程如圖1所示。

評定鍍銅實心焊絲質量的指標主要有鍍銅工藝、焊絲清潔度、是否亂絲、煙塵大小、飛濺情況、對導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，增加焊絲的導電性，鍍銅工藝的優(yōu)劣直接關系到焊縫的質量。

（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）鍍銅層質量不良時焊絲經(jīng)過送絲輪時掉銅屑，嚴重的大片脫落，堵塞導絲管。

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。對于碳鋼及低合金高強鋼，主要是按“等強匹配”的原則，選擇滿足力學性能要求的焊絲。焊絲直徑對焊縫位置、焊接參數(shù)也有影響，選用原則如表1所示。

圖1 化學鍍CO2實芯焊絲生產流程

常規(guī)推土機的關鍵結構件有主機架、后橋箱、臺車架三部分。主機架支撐發(fā)動機等動力部件，由機架方盒和平衡梁架組成，要求焊縫具有較高的強度和沖擊韌性。后橋箱承擔著將變速箱動力轉化為中央傳動和終傳動的動力輸出任務，同時也是松土器松土和推土機牽引的承力源，對焊縫的質量和氣密性要求嚴格。臺車架是“四輪一帶”的載體，共同構成履帶行走單元，焊縫不規(guī)整、類型多、焊接量大。三大結構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，材質為Q235、Q345、Q460C，鑄鋼件材質為SCSiMn1H、SCSiMn2H、SC450W等。生產中采用直徑≥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，對氣孔敏感性小，具有優(yōu)良的焊接力學性能，主要用于碳鋼以及抗拉強度級別為500MPa級低合金結構鋼的焊接，滿足了推土機大型結構件的使用要求。

3. 新焊絲應用流程

新引進的焊絲要應用于生產是一個比較漫長的過程，為保證滿足設計和工藝要求，需要進行一系列的檢測和工藝試驗，總體流程為：入廠檢測→焊絲的工藝試驗→典型工位試用→推廣應用。

（1）入廠檢測 ①查看焊絲的清單列表、質保書和合格證等文件是否齊全。②檢測焊絲的外觀，表面光滑平整，不應有毛刺、劃痕、銹蝕和氧化等，鍍銅層均勻牢固，無起鱗現(xiàn)象。③用游標卡尺測量焊絲直徑，對于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 焊絲的工藝試驗是通過焊接試板接頭試樣的力學性能或其他性能檢測，證實焊接過程正確性和合理性。試驗的內容主要有拉伸試驗、沖擊試驗、彎曲試驗、金相試驗、晶粒度分析和化學成分分析。

工程機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，組對間隙2～3mm，接頭反面加陶瓷襯板，坡口表面及附近（兩側20mm范圍）清除水、銹、油污和其他雜質，防止產生氣孔。選擇焊接技能較好的操作者進行施焊，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，把試板切割成標準試樣進行性能試驗，結果如表3和表4所示。工藝試驗結論：①該品牌焊絲滿足GB/T8110—2008 ER50—6力學性能和化學成分要求。②通過金相分析，焊縫形成晶粒細小的鐵素體及貝氏體組織，具有良好的力學性能（見圖2、圖3）。

（3）典型工位試用 焊絲工藝試驗合格以后可以進行典型工位試用，驗證新焊絲對結構件生產工藝要求的滿足度。一般要包括前期準備、典型工位的試用、短期問題處理、焊縫的探傷檢測等幾個步驟。選擇熟練工進行試用，發(fā)現(xiàn)的問題具有一定的代表性。對存在的問題及時記錄總結并向廠家反饋，必要時可邀請廠家派員現(xiàn)場指導。如圖4所示，操作者在后橋工位和臺車工位現(xiàn)場施焊。

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 后橋箱和臺車架現(xiàn)場施焊

表3 試樣的力學性能

表4 試樣化學成分檢測（質量分數(shù)） （%）

表5 常用焊絲與新焊絲典型工位使用對比

經(jīng)過近1個月的典型工位試用，焊后對重要焊縫進行超聲波探傷，能夠滿足設計要求，對比出常規(guī)焊絲和新焊絲性能優(yōu)缺點，如表5所示。對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，以便更加適合生產的需要。

（4）推廣應用 為進一步驗證新焊絲對工藝的滿足程度，將其擴大到其他推土機結構件焊接工位進行推廣應用，跟蹤并總結焊接作業(yè)人員使用過程中出現(xiàn)的問題，并對施焊的結構件編號登記在冊，以方便后續(xù)查閱。

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

4. 結語

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