MAG焊在农机制造中的应用试验

宋 宇 王国栋 褚洪俊

焊接是农机企业普遍使用制造各种设备的重要工艺。在这种情况下，农机企业对焊接质量要求尤其对外观质量越来越高。

熔化极活性气体保护焊，即MAG焊，通常用的保护气体有：氩气，氦气，二氧化碳或这些气体的混合气，因氩气比例较高又称富氩混和气体保护焊，MAG焊的主要优点是可以方便地进行各种位置的焊接，同时也具有焊接速度较快、熔敷率高等优点。焊缝表面质量好，波纹细密。本文通过MAG焊与二氧化碳保护气体焊（以下简称二保焊）对比试验，使焊缝表面质量及力学性能完好，证明在农机制造中应用MAG焊的可行性，为今后的大规模应用提供了试验依据，为提高各种农机焊接及外观质量奠定了基础。

一、试验设计及试验结果

1.试验材料

1.1 试验材料：母材为8mm厚Q235钢板，规格为350mm×200mm的焊接试板4件。母材力学性能如表1所示。

表1 Q235钢力学性能

MAG焊保护气体为富氩混和气体,氩气浓度比例为80%，二氧化碳浓度比例为15%，氧气浓度比例为5%。

1.2 试验设备：WE-300A万能试验机，JB-300B冲击试验机，奥太NBC-500气体保护焊机，直流正接。CST-50冲击试样投影仪。

2.焊接工艺

2.1 焊接接头形式：采用对接形式，V型60°坡口，钝边0～1mm，间隙为1.5mm。

2.2 焊接工艺参数：对对接形式的接头进行平焊。平焊时采用向下焊（倾斜角度150），焊枪行走角位置5°至15°，富氩混和气体保护焊的三瓶气体（Ar、CO2及O2）通过配比器给焊机供气，每瓶气体压力不小于0.3MPa。各种试件焊接工艺参数如表2所示。

表2 焊接工艺参数

3.试验方法

根据GB/T2651-2008《焊接接头拉伸试验方法》标准规定，加工试样并使用WE-300A万能试验机进行拉伸试验；根据GB/T2653-2008《焊接接头弯曲试验方法》的规定取样和使用WE-300A万能试验机进行弯曲试验；根据GB/T2650-2008《焊接接头冲击试验方法》加工试样，使用CST-50冲击试样投影仪检查试样，使用JB-300B冲击试验机进行试验。具体取样数量及注释如表3所示。

表3 力学性能试验取样数量

焊件焊接接头力学性能试验结果如表4所示。

表4 焊件焊接接头力学性能

二、试验结果分析及结论

1.试验结果分析

由表4焊件焊接接头性能测试结果可知：富氩Ar80%+CO215%+O25%，混和气体保护焊焊接性能满足设计要求。焊缝外观光滑，波纹细密，焊缝质量好。

拉伸试样断裂前有较为宏观塑性变形，与拉伸轴呈45°角。断口为典型的韧性断裂，有光亮的金属光泽，外形呈杯锥状，纤维区、放射区和剪切唇区分比较明显。在静载条件下，无论选用哪种焊接方法，拉伸试样的断裂位置均为远离焊缝的母材，焊接接头均不是薄弱环节。两件试样的屈服强度和抗拉强度均高于其母材标准值。

4件弯曲试样弯曲角度180°，均未见有缺欠，焊缝塑性良好。焊缝和热影响区的冲击试样均满足其母材最低要求。

2.结论

根据试验所得工艺参数，我们进行深松机和插秧机的焊接试验，并同以前二护焊的焊接件进行了对比，MAG焊比二保焊有更大的优势：

（1）MAG焊的焊接接头力学性能能满足农机设备要求。另外MAG焊与二保焊可使用相同的焊机，在已普遍运用二保焊的农机制造行业中，更容易推广这种方法。

（2）与二保焊相比，MAG焊缝成形好，飞溅更少。这是因为加入少量氧气降低了液体金属的粘度，减少了表面张力，增加了熔池液态金属的润湿性，稳定了阴极斑点，提高了电弧的稳定性，减少了焊接过程中液态金属的飞溅。二保焊为了提高外表质量而进行打磨，增加了辅助工序及额外消耗，而MAG焊却基本不用打磨。在进行总成本比较时，MAG焊成本略有下降，具有较好的综合效益，在农机制造行业值得推广应用。