浅析螺柱焊工艺在轨道车辆不锈钢车体上的应用

作者:王涛;兰海婷;张雪峰;康丽齐 刊名:全文版:工程技术 上传者:李惠

【摘要】本文对螺柱焊基本原理及种类进行了归纳,主要对螺柱焊在不锈钢城铁车体上的应用进行了工艺分析和检验说明。

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技术应用 234 2016年 75期 浅析螺柱焊工艺在轨道车辆不锈钢车体上的应用 王 涛 兰海婷 张雪峰 康丽齐 中车长春轨道客车股份有限公司,吉林 长春 130000 摘要:本文对螺柱焊基本原理及种类进行了归纳,主要对螺柱焊在不锈钢城铁车体上的应用进行了工艺分析和检验说明。 关键词:螺柱焊;不锈钢城铁客车;工艺参数;焊后检验 中图分类号:U270.32;U270.6 文献标识码:A 文章编号:1671-5519(2016)75-0234-01 引言 随着现代工业的快速发展,螺柱焊工艺的使用越来越广 泛。螺柱焊工艺具有快速可靠、低成本等优点,可替代铆接、 钻孔、钎焊等螺柱连接工艺,可焊接多种金属材料。现已广 泛应用于汽车、船舶、建筑等行业。并在不锈钢城铁客车的 生产制造中逐渐得到应用。现阶段螺柱焊主要用于车体钢结 构大部件或辅助连接安装等部件上。 2 螺柱焊的基本原理 螺柱焊基本原理是在待焊螺柱与工件间引燃电弧,当螺 柱与工件被加热到合适温度时,在外力作用下,螺柱送入工 件上的熔池中形成焊接接头,从而形成牢固的连接。 3 螺柱焊机的分类 根据焊接电源的不同,螺柱焊机可分为拉弧螺柱焊机和 电容放电螺柱焊机两类。拉弧螺柱焊机又分为短周期和带陶 瓷箍套或保护气体的拉弧螺柱焊机,电容放电螺柱焊机按照 焊枪的配置不同,又分为接触式和间隙式两种。 4 城铁客车中应用工艺性分析 不锈钢城铁中使用的不锈钢材质一般为奥氏体型不锈 钢且为薄板,所用螺柱直径一般不大于 12mm。对于该条件, 短周期拉弧螺柱焊和电容放电螺柱焊更适合,短周期拉弧螺 柱焊的板厚可以到 0.6mm。电容放电螺柱焊可以到 0.5mm。 目前在不锈钢城铁客车的生产制造中,主要采用短周期 拉弧螺柱焊完成螺柱焊接,短周期拉弧螺柱焊与电容放电螺 柱焊相比,螺柱与工件金属熔化量比电容放电螺柱焊接的更 多,熔深较深,螺柱所能承受的强度也更大。 5 短周期拉弧螺柱焊工艺技术 5.1 组成及结构 拉弧式螺柱焊机主要由焊接电源、控制系统、焊枪、地 线钳等部分组成。一般控制系统与电源合二为一。一般焊接 主电源应具有预引弧电流、较高的空载电压、较高的负载电 压、内阻抗较小等功能和特点。焊接用电缆应符和 ISO14555 中规定的截面积配制。 5.2 工艺参数 5.2.1 电弧电压 电弧电压主要取决于上升高度和焊接电流,一般为 20-40V,如工件表面存在油污等杂质,电弧电压会变大,导 致焊接电流发生变化,同时易产生气孔等缺陷,作业前需对 工件表面进行除脏,利于电流、电压稳定。 5.2.2 焊接电流 焊接电流主要根据螺柱的直径选定,各种不同机型能调 节的范围也不同,在 300-3000A 内连续可调,就非合金钢而 言,焊接电流和螺柱直径的关系为: I=(75-85)d用于螺柱直径不大于 16mm时; I=(85-95)d用于螺柱直径大于 16mm时; 对于合金钢,焊接电流相应地降低 10%左右。在实际的 焊接中要视板厚和强度要求调节。 5.2.3 焊接时间 焊接时间 Tw 单位以毫秒(ms)计量,又称焊接电流持 续时间。主要影响焊接热输入量。可用下面公式进行估算: Tw=(2-3)d螺柱直径不大于 12mm; Tw=(4-5)d螺柱直径大于 12mm; 预引弧电流很大程度上决定了母材的熔深。预引弧电流 一般为 40-50A,可调范围较窄。一般预引弧电流是固定的, 短周期焊接电源的预引弧时间约为 40-100ms。 5.2.4 突出距

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