液压翻转机翻转机构的异种钢材焊接.pdf

DOI 1 0 ． 3 9 6 9／ j ． i s s n ． 1 0 0 9 - 9 4 9 2 ． 2 0 1 4 ． 0 4 ． 0 4 9 液压翻转机翻转机构的异种钢材焊接 李其生 广州市博润化工有限公司，广东广州 5 1 0 7 0 0 摘要通过S U S 3 0 4 不锈钢板和3 0 钢异种钢材的焊接技术和焊接材料的论述，解决了焊接制造技术过程中产生的难点。使技术 改造顺利进行 ，提高了产品包装效率。也为机械行业提供了一般焊接工艺的典型范例，取得了一定的社会效益。 关键词 异种钢 ；焊接 方法 ；焊接工艺 ；焊接速度 中图分 类号 T G 4 4 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 99 4 9 2f 2 0 1 41 0 40 1 8 5一O 5 Di s s i mi l a r S t e e l W e l d i n g o f Hy d r a u l i c Ti l t e r Tu r n o v e r M e c h a n i s m L I Q i s h e n g G u a n g z h o u B o r u n C h e m i c a l C o ． ，L t d ，G u a n g z h o u 5 1 0 7 0 0 ，C h i n a Abs t r a c t T h r o u 【g h d i s c u s s i o n o n the S US 3 0 4 s t a i n l e s s s t e e l p l a t e a nd 3 0 s t e e l d i s s i mi l a r s t e e l w e l d i n g t e c h n o l o g y a n d we l d i n g ma t e r i a l s， t h i s p a p e r s o l v e d t h e d i f fic u l t i e s o c c u r r i n g i n t h e p r o c e s s o f we l d i n g t e c h n o l o g y o f ma nu f a c t u r i n g ． T o h e l p t h e t e c h n i c a l r e f o r m g o s mo o t h l y， i mpr o v e t h e e f f i c i e n c y o f p r o d u c t p a c k a g i n g ． I t a l s o p r o v i d e s a t y p i c a l e x a mp l e o f g e n e r a l we l d i n g p r o c e s s f o r t h e ma c hi n e r y i n du s t r y ，h a s o b t a i n e d t h e c e r t a i n s o c i a l b e n e fit s ． Ke y wo r ds d i s s i mi l a r s t e e l ；we l d i n g me t h o d； we l d i n g t e c h n o l o gy ；we l d i n g s p e e d 1 工程简介 广 州铝 制 品厂 的主要 产 品 ，是卷 筒式 薄铝 板 ，批量很大 ，主要销售 出口。以往包装通过 l 0 吨行车吊装 ，没有翻转机构 。垂直双向包装 打带 很 困难 ，而且不安全 。流水 生产线上包装速度慢，严重 影响生产率的提高。 该厂进行技术 改造 ，需 要几 台 1 0 t 翻转机 。要求 翻 转重 量 1 0 t ，卷筒 最大直 径 1 2 0 0 mm、 宽 度 1 2 0 0 mm， 要求 电控 P L C，双缸液 压操 作 ，实现半 自动翻转 。翻转 机 构 用 S U S 3 0 4不 锈 钢 板 ， 机架和翻转机构，尽量采用 槽 钢结构 ，以达到整机重量 轻、强度高、美观实用的目 的。卷筒料液压翻转机 ，机 收稿 日期 2 0 1 3～1 22 6 械部分如图 1 。机架部件 由槽钢和钢板组焊而 成 ，翻转机构 由不 锈钢板 ，槽 钢组焊 而成 。焊 接要求高 ，需达到足够的强度 ，是本机成败的 关键之一 。 ’B 6 0 0 1 1 0 0 1 5 1 0 ／ l 2 0 1 2 0 6 7 0 ● l 9 }0 I I 【 I ‘ l J ， ， l I I J - ● - I l l 。 l I I 一 l 1 l4 0 2 1 I I 5 8 0 2 6 3 0 图 1 机械部分 G 嫡 2 可焊性分析 异种钢材焊接的机件 ，翻转机构 ，钢板均用 1 0 m m的S U S 3 0 4 不 锈钢板 ；槽钢选用 1 0 槽 钢 ， 材质选用 3 0 钢，结构如图2 。 表 1 S US 3 0 4 化学成份 2 1 0 槽钢的材质为3 0 钢 ，其化学成份如 表 2 。 根据 文 献 [ 1 】 ，表 1和 表 2 的 两 异 种 钢 金 属 的 可 焊 性 在 良好 的范 围内 。再 从机 械性 能上看 ，不锈 钢 s u S 3 o 4屈服 点 2 3 5 M P a ／ m m； 抗 拉 强 度 5 1 0 MP a ／ m m。 3 0 钢 屈 服 点 3 0 0 M P a ／ m m ； 抗 拉强 度 5 0 0 M P a ／ m m。两种材料 的 和 较为接近 ，可焊性好。 以上分析，只要使用合理的焊接工艺，焊接 操作得当 ，可以得到 良好的焊接质量。 3焊接工艺 1 l 槽钢长宽交集处开坡 口5 0 。 5 。 。如图 3。 鐾一 熔 透 深度 7 板 材 厚 度 1 O 焊接接头的型式与尺寸 3 嘞图 接 一 圈 5 T a 薹 薹 口 一 一 李其生液压翻转机翻转机构 的异种钢材焊接 经验 I I 1 ． 5 1 图4焊接型式 表 3装 配规范参数 取 1 0 槽 钢 长 1 0 0 mm， 取 S U S 3 0 4钢 板 1 0 m m1 5 0 mm1 5 0 mm各 一件 ，按 上述工艺 进行试焊 ，焊后发现裂纹 ，出现问题。 接着，由厂长主持 ，召开由车间主管和专业 焊接工程师 、焊工班长和施焊焊工参加的焊接质 量 分析 会议 。在 现场 针对 焊缝裂 纹 ，对焊 接母 材 、焊接材料 、清理接 口的干净程度 、焊接方 法、焊接电流等，进行了分析，查找原因。工程 师认 为造成裂纹的主要原 因可能是焊条的选用不 合适 。由于 A 1 0 2 焊条与 A3 0 7 焊条的化学成份铬 当量 、镍 当量 的含量不同，附表4 。 表 4装范参数 采用 A1 0 2 焊条焊接焊缝 中形成 了脆硬 的马氏 体组织产生裂纹。而采用 A 3 0 7 焊条则在焊缝 中会 形成奥氏体 铁素体双相组织。经统一意见后，再 取一对试样进行施焊 ，按国家标 准 G B ／ T 9 8 3 1 9 9 5 不 锈 钢 焊 条规定 ，根据熔敷金属的化学 成分 、焊接位置和电流种类 ，选 用牌号 A 3 0 7 E 3 0 9 1 5 焊条进 行焊接 ，结果焊缝 良好 ，未发现 裂纹和其它缺陷 ，解决 了问题 。 8 翻转机构是本机焊件的 关键 件 ，由S U S 3 0 4厚度 1 0 m m 与 3 0 钢 1 0槽钢 ，异种钢材 的 焊接而成。必须分层焊接 ，打底 层 ，填充层 ，最后盖面层焊接而 成。焊接规范参数见表 5 。 4 焊接操作注意事项 1 焊条的烘干 ，本机施焊 时 ，选 用 A 3 0 7 E 3 0 9 1 5 焊 条，烘干炉调定相应适合的温度 2 0 0℃～ 2 5 0℃，进行烘 干 ，1 小 时烘干水分，放进保温桶内使用 提取 时用完一支再取一支 ，以防 止焊缝气孔等缺陷。 2 整个试焊过程 ，焊条与工件的角度保持 8 0 。 ～ 8 5 。 之间，以防止气孔等缺陷。 3 注意收弧 ，将 电弧引到坡 口处收弧 ，以 防止焊缝凸凹和焊瘤的产生 ，并用角磨机处理 打磨 收弧处 。 表 5 焊接规范参数 5 3 0 4 不锈钢板与 1 0 槽钢 异种钢焊接 打底层焊接 如图 5 ，尽 可能将 熔池形成控制 成 为斜椭 圆形 。避免 出现凸圆形焊缝 ，因为凸圆 形焊缝容易形成层间夹渣及溶合不良等缺陷。 打底层 的焊接操作 ，采用灭弧焊或连弧焊操 作技术进行施焊。 1 操作 时 ，焊 工 的左手 或胳 膊最 好有 依 托 ，以保持身体的稳定，引弧点应是焊工的正视 ⑦ 交流 a 斜椭 圆形焊缝 图5 打底层焊缝形状 I I l l h 凸圆形焊缝 部位 ，焊完一根焊条后 ，焊工需要移动一下位 置。保持能正视焊缝 ，焊工上部身体应随电弧同 时向前移动。但眼睛仍要与电弧保持一定的距离 。 2 打底层焊接 ，由于过渡熔滴受重力影 响，偏离焊条的轴线，向下倾斜，因此，在短弧 施 焊 的基 础 上 ，焊 条保 持 一 定 的下 倾 角 7 0 。 ～ 8 0 ，如 图 6 图6焊条角度 由于焊条的倾斜及上板 、下坡 口面角度的影 响 ，使 电弧对上板 、下坡 口面的加热不均匀 ；上 板受热较好 ，下坡 口面受热较差 。同时熔池金属 因受重力作用下坠 ，极易造成下坡 口面熔合不 良，甚至冷接 。所以 ，应先击穿下坡 口面，使下 坡 口面击穿熔孔在前 。起焊时 ，首先 在定位焊缝 前 1 0 ～ 1 5 m m处的坡 口面上划擦引弧，然后将电 弧迅速回拉到定位焊缝中心部位 加热坡 口，当见到坡 口两侧金属 即将熔化时，将熔点金属送至坡 口根部，并压一下电弧，使熔滴 与熔化的定位焊缝和母材金属熔 合成第一个熔池。当听到电弧的 穿透声时 ，表明 已形成了明显可 见的熔孔 ，这时使焊条与焊件保 持一定 的斜角 ，依次在下坡 口和 上板施焊 。施焊时 ，电弧不要抬 得太高，保持短弧焊接。 3 更换焊条熄弧前 ，必须 向熔池背面多补几滴熔滴 ，然后 将 电弧 拉到侧后 方熄 弧 。更 换 焊条速度要快 ，换好后应立 即在 熔池处再引弧 ，利用 电弧 的加热 和吹力 ，重新击穿 下坡 口钝 边 ， 压低 电弧施焊 ；或在收尾熔 池处 ，加热 1 ～2 s ， 使之熔化 ，然后立 即引弧击穿焊接 ，保证根部焊 透 ，接头光滑 。 4 连弧焊的操作 ，先在始焊部位 的坡 口面 上引弧 ，待根部钝边熔化后 ，再将液态金属带到 下侧钝边 ，形成第一个熔池 ，然后击穿熔池 ，并 立 即采用椭 圆形运条法运条。从坡 口上侧 向下侧 的运条速度要慢一些 ，防止产生夹渣以及保证填 充金属 与焊件熔合 良好 。从下侧 向上侧 的运条速 度要快一些 ，以防止液态金属下淌 。并尽可能将 溶池形成控制成为斜椭圆形 ，避免出现凸图形焊 缝，因为凸形焊缝容易形成层问夹渣及溶合不良 等缺陷。 底层 A 3 0 7 E 3 0 9 1 5 不锈 钢焊条按 以上方 法分段焊接完成后 ，焊填充层 。在填充层焊接之 前先用角磨机修理底层焊接接 口，引弧和收弧端 用沙轮片打磨至理想接口，其它用钢丝刷打磨直 至把焊皮焊渣清理干净 。认真检查底层有否焊接 缺陷，若有缺陷即时修复。 填 充 层 的焊 接 检查 完 底 层 焊缝 有 无 气 孑 L 、未熔合等焊接缺陷 ，有焊接缺陷的要进行修 复 ，确保没 有焊接 缺 陷后 即可 准备填 充层 的焊 接 ，焊接填 充层前 用钢 丝刷子把 底层 焊缝刷 一 遍 ，测一下焊缝温度 用红外线测温器探测 ，当 焊缝温度下降到6 0 c 。 左右开始填充层的焊接。 表6 3 0 4 不锈钢板与槽钢焊接参数