关于采用药芯焊丝在直流小电机机座焊接中的研究及应用

李军 刘军锋

【摘要】本文主要针对国内直流系列小电机机座在焊接过程中出现的诸多问题进行详细的剖析，通过采用一系列的工艺方法，最后确定了以更换焊材的方法，把以前使用的焊条和实芯焊丝用药芯焊丝[1]代替，焊后进行多次分析验证，从而取得了良好的效果，保证了产品质量，同时大大的提高了生产效率。

【关键词】电机机座；药芯焊丝；产品质量；生产效率

About using flux-cored wire in the application research of small dc motor frame welding

Li Jun，Liu Jun-feng

（Xian Tech Full SIMO Electrical Co.，LtdXianShanxi710018）

【Abstract】In this paper， mainly for domestic small dc series motor frame many problems in the welding process carries on the detailed analysis， through the introduction of a series of technological process， and finally confirmed to change the weld material， the method of using the past electrode and a solid core wire core wires instead of with medicine， analyzed several times after welding， which achieved good effect， to ensure the product quality， and greatly improve the production efficiency.

【Key words】Motor frame；Flux cored-wire；Product quality；Production efficiency

1. 前言

目前国内生产的直流小电动机机座，由于设计上的限制，导致机座焊接位置空间非常狭窄，焊接时难度很大，造成焊缝的内部质量缺陷和外观缺陷非常严重。国内很多厂家都一致反映直流小电机焊接外观质量太差。本文就这一问题展开分析研究，寻求一种更好的方法进行工艺上的优化，解决这一难题。

2. 焊接缺陷[2]分析

机座产品的焊接主要是手工活，对操作者的技能要求比较高，通常采用型号为ER50-6的碳钢焊丝或者J422焊条进行焊接。焊后极容易产生缺陷，外观缺陷主要有咬边、焊瘤、内凹、满溢、表面气孔、表面裂纹等，经过探伤易发现的内部缺陷有气孔、夹渣、裂纹等。针对其缺陷主要从焊材上分析如下。

（1）ER50-6焊丝焊接效率高，过渡方式为短路过渡，融滴遇见空气急速冷却，容易形成高点。

（2）J422焊条，融滴有熔渣的保护，焊缝成型好，但焊接效率低。当焊接量大时，焊接质量明显下降，焊接缺陷也会随之增加。

3. 工艺优化

根据电机机座出现的质量问题，工程人员准备从焊材入手寻找一种在不影响力学性能的前期下同时具有ER50-6和J422优点的焊材，随后就查阅各方面的资料，选定了尝试使用药芯焊丝[3]做试验进行研究分析，其中主要因为药芯焊丝有以下几个特点[4]。

（1）熔敷率高：由于药芯焊丝气体保护焊是圆周薄钢皮导电燃弧，电阻热贡献大，电流可调范围大，焊接规范及熔敷率比实心焊丝要大，因而熔敷率高。

（2）熔深大：由于圆周导电燃弧，药芯焊丝比CO2 气保护焊焊接穿透力强，用2 mm药芯焊丝焊接规范为I=300 A，U=30 V，vc=30 m/h焊接时，熔深可达5 mm，热影响区宽10 mm。有资料介绍，用于角焊缝焊接时可增加喉深，提高强度，减少焊角尺寸。如减少角焊缝喉高1.6 mm，就将减少焊缝金属量50～60%。在对接时可减少坡口尺寸，一般比焊条电弧焊减少10°左右，在窄间隙焊时可比焊条电弧焊预留间隙减少50%左右。与实心焊丝相比，还不容易造成焊缝两侧熔合不良。

（3）工艺性[5]能好：药芯焊丝比CO2 气保护焊焊接电弧稳定，飞溅小，成型好，有薄渣复盖，脱渣性好。

（4）生产率高和节能节材：药芯焊丝比CO2 气体保护焊和焊条电弧焊生产率高，节能节材。

（5）综合成本低：药芯焊丝虽成本比焊条和实心焊丝高，但其综合成本低，生产率高。

因此经过多番查阅资料，确定外购CHT711药芯焊丝[6]做试验研究。

4. 焊材成分对比分析

4.1CHT711药心焊丝融滴成分（见表1）：

5. 焊接接头的力学性能试验

（1）力学性能试验是用来测定焊接材料、焊缝金属和焊接接头在各种条件下的强度、塑性和韧性。本次主要针对焊接接头进行拉伸试验，从而测定焊接接头的抗拉强度。

CHT711焊缝抗拉强度标准值≥480N/mm2；

Q235B抗拉强度标准值≥375 N/mm2。

（2）经过试验，测量的抗拉强度为422.8 N/mm2。

焊接接头常温拉伸试验的合格标准是焊接接头的抗拉强度不低于母材抗拉强度值的下限较低一侧的母材规定值进行评定。从右图可以看出，本次拉伸试验断裂位置在母材区，焊缝区抗拉强度超过母材。实际测量值为Q235钢材的抗拉强度（见图1）。

6. 焊接试验及焊后检验

经过角焊缝的厚板焊接，多次试验取得合适的工艺参数，然后进行机座的试制，解决了出现的产品质量问题，后又经过探伤，没有发现焊缝内部质量问题。以下为机座采用实芯焊丝和药芯焊丝焊接的对比图（见图2、图3）。

7. 结束语

（1）本文经试验研究证明，采用药芯焊丝代替焊条电弧焊和实心焊丝气保护焊来焊接直流小电机的机座，焊接形成的焊缝接头力学性能好，生产效率高，产品质量得到了很大的提升。

（2）药芯焊丝已在国外得到很快的发展[7][8]，因为其焊接的适应性好、掺合金易、熔敷率高、熔深大、工艺性能好、力学性能好、生产率高和节能节材综合成本低的原因，已引起国内专业人士的重视，同时也会是一次焊接材料的变革，进一步让国内制造业与国外接轨，带来新的机遇新的挑战。

参考文献

[1]田志凌，潘川，梁东图. 药芯焊丝[M]. 北京：冶金工业出版社，1999.

[2]苏江东. 浅析焊接接头的缺陷与预防[J]. 黑龙江科学. 2013（11）.

[3]王元良. 药芯焊丝焊工艺及设备研究[J]. 焊接技术，2001，30（12）：39～41.

[4]赵丽，张富巨.药芯焊丝电弧焊的熔滴过渡与相关技术特性[J].焊接技术，2002，29（12）：36～39.

[5] 王宝，杨林，王勇. 药芯焊丝焊接工艺性分析[J]. 焊接生产应用，2008，（6）：45～48.

[6]李亚江. 焊接材料选用[M]. 北京：化学工业出版社，2004.

[7]Masayuki NAGAMI. 气保焊药芯焊丝的发展趋势[J]. 电焊机，2007，37（6）：11～18.

[8]王元良，陈辉. 药芯焊丝焊接材料的发展[J]. 电焊机，2008，38（7）：1～8.