田海林 王立國 艾啟文 唐亮

【摘? 要】鋁合金焊接是一門重要的金屬加工技術(shù)，特別是在鋁合金車體生產(chǎn)過程中，底架工序重要的焊縫需要進(jìn)行射線探傷（RT）。確保焊縫內(nèi)部沒有裂紋、未融合、夾渣、氣孔、焊瘤、咬邊等缺陷，如果存在任何缺陷，都會對結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和使用壽命產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。

【關(guān)鍵詞】鋁及鋁合金;焊接缺陷;A型車RT探傷

引言：射線探傷（RT）室一種采用X射線或γ射線照射焊接接頭，檢查內(nèi)部缺陷的無損檢驗(yàn)的方法，目前應(yīng)用的主要有射線照相法，透視法（熒光屏直接觀察法）和工業(yè)X射線電視法，其中應(yīng)用最廣泛、靈敏度較高的是射線照相法。

一、焊前準(zhǔn)備

1.1 檢查焊機(jī)工作狀態(tài)及面板是否正確。

1.2 特別注意氣體流量。

1.3? 送絲機(jī)出絲情況。

1.4 風(fēng)動工具：銑刀、不銹鋼碗刷、直磨機(jī)、角磨機(jī)。注意不銹鋼碗刷要更換新的，以免有油污腐蝕焊縫坡口。

1.5 烤槍的使用方法

二、焊接坡口鈍邊及根部間隙

2.1 坡口鈍邊為1-2mm。

在A型車牽枕框架組隊(duì)時，牽引梁、枕梁上車前就需要鉚工把坡口預(yù)留鈍邊為1-2mm，否則上車后無法測量。

2.2 根部間隙2-4mm

用銑刀配合直磨機(jī)把根部間隙修到2-4mm即可。

三、焊接過程及注意事項(xiàng)

例如城軌底架焊接牽引梁與枕梁的焊縫。

3.1 此焊縫為V型坡口，特點(diǎn)為背板是自行點(diǎn)固，注意點(diǎn)固背板必須和牽引梁枕梁緊密的連接在一起。

3.2 進(jìn)行預(yù)熱（預(yù)熱溫度100-120攝氏度）后焊接打底，電流為190-200A電壓21-22V，壓低電弧，使熔池進(jìn)行充分的氣體保護(hù)。完成焊接后，對打底焊接進(jìn)行清根處理，確保無缺陷后進(jìn)行后續(xù)焊接。3.3 后續(xù)焊接一定要控制層間溫度（80-100攝氏度），電流：210-230A電壓：22-24V，整體焊接完成后去除引弧板、收弧板，對端部進(jìn)行滲透探傷，保證無缺陷的情況下進(jìn)行射線探傷（RT）。

四、常見缺陷及修補(bǔ)方法

4.1裂紋 下圖1

4.2 弧坑裂紋

產(chǎn)生原因：弧坑裂紋是由于收弧的時候沒有把弧坑填滿，在焊接過程中焊接停止后沒有用直磨機(jī)作清除處理或處理不干凈所產(chǎn)生的。

解決方法：根據(jù)X光片顯示裂紋所在位置，判定在第幾層焊接過程中產(chǎn)生的缺陷。利用風(fēng)動直磨機(jī)將缺陷去除，進(jìn)行PT檢測，如仍有裂紋則反復(fù)以上操作，直到PT檢測合格后按照工藝要求進(jìn)行焊接。

4.3 背托內(nèi)根部裂紋

產(chǎn)生原因：背托內(nèi)根部裂紋是由于打底焊過程中電弧不穩(wěn)引起焊縫脫節(jié)所產(chǎn)生的。

解決方法：根據(jù)X光片顯示裂紋所在位置，去除背托進(jìn)行PT檢測合格后進(jìn)行補(bǔ)焊。根據(jù)質(zhì)量要求去除背托長度不得超過焊縫長度的40%。

焊接時，焊道與母材之間或焊道與焊道之間未能完全熔化結(jié)合的部分稱為未熔合。未熔合主要分為四類：1、焊接接頭根部未熔合;2、層間焊道未熔合;3、焊道與母材坡口之間坡口側(cè)面未熔合;4、打底焊層間未熔合。下圖2

4.4.1 接頭根部（根部未熔合）：多產(chǎn)生于焊縫中間，接頭根部未熔合在X光片上顯示為點(diǎn)狀或片狀，根據(jù)X光片判定該缺陷所在焊縫部位。由于肉眼難以觀測到缺陷，建議先去除焊縫填充金屬至背托內(nèi)，待坡口準(zhǔn)備完好后在進(jìn)行焊接。

4.4.2焊道間（層間焊道未熔合）：多產(chǎn)生于焊縫焊接過程中層間焊道連接位置。層間焊道未熔合在X光片上顯示為長線型，根據(jù)在焊工焊接過程中手法結(jié)合X光片顯示缺陷位置，判定缺陷所在第幾層焊縫部位。利用風(fēng)動直磨機(jī)去除焊縫填充金屬，用肉眼仔細(xì)觀察，如發(fā)現(xiàn)黑色未熔合線繼續(xù)清理，去除干凈后再進(jìn)行焊接。

4.4.3焊道與母材坡口之間未熔合：依照X光片確定缺陷所在焊縫位置，利用風(fēng)動直磨機(jī)去除焊縫填充金屬，母材金屬與填充金屬顏色有明顯區(qū)別，用肉眼觀測修磨直到焊縫與母材結(jié)合處為止。用碗刷機(jī)打磨去除缺陷后按照工藝要求進(jìn)行補(bǔ)焊。

4.4.4打底焊層間未熔合：打底焊層間未熔合多出現(xiàn)于厚板，層間清理過深，焊接電弧過長無法達(dá)到焊縫底部形成未熔合。此類缺陷無法從X光片中判定位置，利用超聲探傷方法，確定缺陷深度，去除距缺陷表面較近的一側(cè)焊縫的填充金屬，做PT檢測合格后按照工藝要求進(jìn)行焊接。

預(yù)防措施：在焊接前將工件組對2-3mm間隙，對層間清理時不要過深，按照工藝要求進(jìn)行焊接。

五、夾渣

焊后殘留在焊縫中的熔渣稱為夾渣。夾渣會降低焊接接頭的強(qiáng)度和塑性。固體夾渣：背托內(nèi)固體夾渣、焊道內(nèi)固體夾渣。

5.1背托內(nèi)固體夾渣

產(chǎn)生原因：是由于焊縫清理不干凈造成。

預(yù)防措施：夾渣主要出現(xiàn)在多層多道的情況，可以采取在焊接下一道焊道之前用鋼絲刷清理焊道表面的熔渣和氧化物;提高電弧電壓，降低焊接速度也能夠有效減少夾渣的形成。工件在組對過程中要保持焊縫打磨區(qū)干凈，并使用風(fēng)槍將背托內(nèi)的金屬粉吹干凈。這樣可以大大避免夾渣缺陷的產(chǎn)生。

5.2 焊道內(nèi)固體夾渣

產(chǎn)生原因：主要是由于操作者焊接時，未能按照工藝要求焊接，缺乏責(zé)任心造成的，多產(chǎn)生在焊道間熔合處。

修補(bǔ)方法：根據(jù)X光片中顯示所在夾渣的準(zhǔn)確位置，在對應(yīng)的焊縫部位用直磨機(jī)將夾渣去除干凈后按工藝要求補(bǔ)焊。

六、氣孔

氣孔的主要成分是氫氣。因此，鋁及鋁合金焊縫金屬內(nèi)的氣孔有時稱為氫氣孔。氣孔主要分類：粗大氣孔群、密集氣孔、鏈狀氣孔、條狀氣孔。

6.1 粗大氣孔

產(chǎn)生原因：氣孔產(chǎn)生的原因有很多種，例如：焊機(jī)設(shè)備氣管漏氣、氣體保護(hù)不好、氣體流量達(dá)不到工藝要求、焊工焊接時的焊槍角度、焊接環(huán)境因素、焊件表面有油污、殘留探傷劑清洗劑、焊前預(yù)熱溫度不足等。

預(yù)防措施：焊前焊工必須檢查焊機(jī)設(shè)備是否完好;檢查氣瓶剩余氣壓是否滿足焊接要求;提高焊工的操作水平;檢查溫度、濕度是否符合工藝要求;工件表面清理是否干凈不允許存在油污等雜質(zhì)。使用風(fēng)動碗刷機(jī)時碗頭不得有油污;檢查焊前預(yù)熱溫度是否達(dá)到工藝要求。

6.2密集氣孔

產(chǎn)生原因：氣孔產(chǎn)生的原因有很多種，例如：焊機(jī)設(shè)備氣管漏氣、保護(hù)氣體純度不夠、氣表漏氣、氣瓶壓力不足、焊接環(huán)境防風(fēng)條件差。

預(yù)防措施：焊前焊工必須檢查設(shè)備是否完好;檢查氣瓶剩余氣壓是否滿足焊接要求;焊接環(huán)境禁止通風(fēng);焊工在操作過程中可用肉眼仔細(xì)觀察，是否存在小氣孔的溢出。

6.3鏈狀氣孔

產(chǎn)生的原因：多出現(xiàn)在打底層，是由于工件組對時母材與背托之間存在間隙使得在焊接過程中空氣進(jìn)入造成的。沒有背托工件的鏈狀氣孔形成多出現(xiàn)在蓋面，是由于焊工操作過程中有風(fēng)或焊槍角度不準(zhǔn)確所造成的。

修補(bǔ)方法：如果鏈狀氣孔在X光片顯示為焊縫中間位置，則判定氣孔可能存在于打底層的背托中，需去除背托后做PT檢測，合格后按工藝要求補(bǔ)焊。如果連狀氣孔在X光片顯示為焊縫上端或下端位置，判定很可能在蓋面焊縫中或?qū)娱g的焊道中，返修時去除焊縫填充金屬至熔合線位置，找出缺陷并去除后按照工藝要求補(bǔ)焊。

預(yù)防措施：要嚴(yán)格按照工藝要求進(jìn)行組對，母材與背托之間不得有縫隙;焊接環(huán)境禁止通風(fēng);提高操作者組對焊接技能。

6.4氣孔連線或小氣孔群

產(chǎn)生原因：氣孔連線或小氣孔群多產(chǎn)生于打底層或一次返修過程中在打底焊時，如果用退焊的方法，易產(chǎn)生氣孔鏈線接頭位置易產(chǎn)生小氣孔群，沒有背托的RT焊縫產(chǎn)生氣孔鏈線或小氣孔群時與鏈狀氣孔產(chǎn)生的原因一樣。

預(yù)防措施：焊接過程中，打底焊采用直推的手法可降低氣孔連線的產(chǎn)生機(jī)率，小氣孔群主要產(chǎn)生在返修焊縫的兩端，焊工操作中發(fā)現(xiàn)氣孔可用風(fēng)動工具去除后再次焊接。

七、結(jié)論

綜上所述，A型車的焊接方法和RT探傷檢測的焊縫可能存在的缺陷主要包括裂紋、未熔合、夾渣、氣孔等，這些缺陷是影響焊接質(zhì)量的主要原因，需要在發(fā)現(xiàn)后及時修補(bǔ)處理，本文針對A型車的焊接方法和焊接后常見的缺陷給出了詳細(xì)的介紹和修補(bǔ)方法以及預(yù)防措施，積累了實(shí)際生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)，為以后生產(chǎn)打下了基礎(chǔ)，對車間生產(chǎn)具有良好的指導(dǎo)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王炎金.鋁合金車體焊接工藝.2009

[2] 陳祝年.焊接工程師手冊.2002