提高辊套焊接质量的工艺改进

钟胜贤，丁 芬

（常德烟草机械有限公司，湖南 常德 415000）

公司有一件辊套脱焊，工艺要求两端头对称各车1mm，但实际情况为一端头车的深度为2mm～2.5mm，导致焊缝连接处仅有1mm～1.5mm左右，在外力载荷的作用下脱焊。对问题零件进行切断，坡口深度为5mm，未焊透深度大概为1.5mm左右，为了避免脱焊风险，准备进行焊接工艺实验，对该问题进行攻关解决，预期效果熔深大于4.5mm，也就是未熔透小于0.5mm。

1 焊接实验的方法

辊套坡口形式为5×45°的半V坡口，由于坡口角度较小，根部很难焊透。通过资料查阅，焊不透的原因可能是：①工艺参数和操作方法选择：工艺参数不合适（可能是电流过小、电压过高、焊速过快、焊丝干伸长太长等），焊枪操作不合理（可能是倾角过大、焊枪指向位置角度太大、左右焊法选择）。②坡口角度过小，无法焊透。

针对以上两个原因，决定进行两个焊接实验：①通过改变焊接电流、焊接电压等参数进行实验（不改变坡口形式）。②改变坡口形式和焊接电流、焊接电压进行实验。

2 焊接实验过程

2.1 第一个焊接实验实施过程

制作焊接实验件，长宽高为100×30×10，材料45钢，坡口形式为5×45°的半V坡口，数量若干，标识好，进行试验。

通过资料查阅和实践经验可知：①采用右焊法更利于焊透，以及观察熔池熔合情况；②焊枪角度10°～20°，更利于熔深；③平焊，在重力作用下，同样条件下熔深更大；④干伸长受焊丝直径影响：L=(10--15)倍焊丝直径.当电流较小时选择10倍，1.2mm焊丝电流范围为120A～350A，试验电流范围为120～220，选取10倍～12倍，即干伸长为12mm～15mm左右；⑤电压随电流变化，根据一般经验公式：焊接电压=(0.04倍焊接电流+16±1.5)伏，由于坡口角度较小，电压宜小不宜大，在此经验数据基础上再减少电压1V～2V；⑥焊枪指向焊缝正中；

以上限定条件制定好后，只需改变电流和电压，即可进行试验，试验结果如下：

表1 不同电压电流下辊套焊接情况试验结果

通过以上试验，可以看出，当电流达到200A时，可完全熔透。

但与此同时，电流达到180A以上后，出现咬边、甚至气孔现象。原因是：随着电流的增加，焊接速度必须跟着增大，但当电流达到180A以上时，焊接速度增大到一定程度，熔池情况便难以控制，相应的焊接缺陷（咬边、气孔）发生几率加大，增加了返工的工作量。

2.2 第二个焊接实验实施过程

为了解决上述问题，改变坡口形式（由半V改成半U），在保证焊透的情况下，降低焊接电流。先期自制试验板进行参数试验，摸索合理参数，下表为参数摸索试验数值。

表2 采用同一方法在不同电压电流下辊套焊接情况分析

对比图片如下：

图1 三种辊套未焊接前示意图

图2 三种辊套焊接后对比图

后又用多块试验板试验，最终摸索出以下合理参数：电流150A～160A，电压19V～20.5V。

3 结语

按照新的焊接电流、焊接电压参数，坡口为半U，进行产品焊接，8件交检全部合格，无返工零件。图3为焊后零件图，焊缝外观饱满，无咬边。图4为车两端头后图片，可以看出无气孔等缺陷，8件均未发生脱焊现象。

图3 为焊后零件图

图4 为车两端头后图

通过焊接工艺对比实验，摸索出了最佳焊接参数，解决了焊接质量问题，为以后解决类似问题提供了方法和思路。