不锈钢车体缝焊焊接设备焊接工艺性能验证工艺方法

摘要

一种不锈钢车体缝焊焊接设备焊接工艺性能验证工艺方法，其特征在于：还包括泄漏试验和断面试验，采用两层母材叠放的进行焊接；断面试验包括与连续焊缝垂直方向试验和沿连续焊缝方向试验，采用上下两层板叠放方式，焊核的断面位置要相对焊核中心对称；先进行目测，检查焊核的形状，通过金相试验，观察焊核熔深及内部缺陷；泄漏试验是焊接一个方形试样连续封闭，上层母材中间位置开方孔，方孔位置焊接钢管，用于通入压缩空气，然后把试样和限制变形的装置放入到水槽中看是否有气泡。本发明明确了取样工艺、取样数量和工艺技术方法，明确了泄漏方式检验的试验工装和试验工艺技术，明确了断面方式的焊接缺陷的标准，用该设备进行多个项目产品的生产，产品均符合质量要求，这足以证明本发明的可靠性。

说明书

技术领域

本发明涉及焊接工艺，尤其是涉及一种缝焊焊接设备工艺性的验证工艺。

背景技术

目前各业主需求的轻量化的不锈钢车辆中钢结构车顶、底架波纹板采用多片宽度在200mm-1000mm左右，长度在500mm-250000mm左右的冷弯型材缝焊（即连续点焊）的工艺技术焊接完成，称为不锈钢车辆的缝焊，焊接设备的性能是完成缝焊的关键因素。对新安装和改造后的设备，需要研究一套焊接工艺性能的验证技术，以便可以在实际生产中应用。

发明内容

    本发明所要解决的技术问题是不锈钢材质车辆的车顶波纹板和底架波纹板缝焊（连续点焊）用的焊接设备在新安装和改造焊接电源后的焊接工艺性能的验证工艺方法，规定工艺试验类型、方法、标准、基本要求等，以使按照本工艺要求做验证的焊接设备，焊接工艺性能指标达到要求，设备可以在实际生产中应用。

为解决上述技术问题，本发明提供一种不锈钢车体缝焊焊接设备焊接工艺性能验证工艺方法，包括母材要求、焊接设备要求、被焊接母材接头要求、焊缝位置要求，其特征在于：还包括泄漏试验和断面试验，采用两层母材叠放的进行焊接；

断面试验包括与连续焊缝垂直方向试验和沿连续焊缝方向试验，试验中所用焊接材料和圆盘电极与实际作业中使用的材料相同，断面试验是采用上下两层板叠放方式，焊接一道连续的直线焊缝，在与连续焊缝垂直方向和沿连续焊缝方向分别取试样，各取4个，在与连续焊缝垂直方向切割试样，焊核的断面位置要相对焊核中心对称；在沿连续焊缝方向，采用切割长度25mm试样，这两种试样均先进行目测，检查焊核的形状，通过金相试验，观察焊核熔深及内部缺陷；焊核熔深的数值标准有两个标准要求，并且要同时满足，一个是在与连续焊缝垂直方向的断面试验中，焊核成椭圆形，在焊核直径的中心位置处的上、下层板的熔深不高于上、下层板母材厚度的0.9倍；在距离焊核中心0.4倍焊核直径位置，上、下层板的熔深不小于上、下层板母材厚度的0.2倍；另一个是：在沿着连续焊缝方向的焊缝中心线位置进行断面试验中，焊核成多个椭圆形相交的形状，交点位置处的上、下层板的熔深要在不高于上、下层板母材厚度的0.9倍，不低于与焊缝垂直断面试验中的距离焊核中心0.4倍焊核直径位置处的熔深0.2倍；对焊核内气孔的缺陷，其中任意一个气孔缺陷的大小长度必须在焊核直径长度的15%以下；所有缺陷长度合计必须在焊核直径的25%以下，同时这些缺陷在椭圆焊核周边开始的15%范围以外位置；

泄漏试验是焊接一个方形试样，并且连续封闭，上层母材中间位置开方孔，方孔位置焊接钢管，用于通入压缩空气，试样焊接10个分别放入到限制变形的装置中，该装置有调整紧固螺母，用于对装置的内部高度进行调整并紧固，便于对试样变形的控制，装置内部高度至少要符合2个母材厚度和最大变形量20mm的总和，试样的钢管出口接头通上压缩空气，然后把试样和限制变形的装置放入到水槽中；在泄漏试验过程中，判断是否泄漏的方法有两种，一种是用增加的空气压力达到1.47X105pa(1.5kgf/cm2)的标准,另一种是在逐步增加空气压力过程中，试验片的变形达到20mm的标准；在试验过程中，这两种方法，不论哪一种达到了试验要求的标准，并且不产生空气泄漏问题，试验完成。

电极要求：电极采用圆盘电极，材质为CrZrCu，维氏硬度大于145，洛氏硬度大于75。

本发明相对于现有技术具有的优点和进步

1明确了焊接设备工艺性能试验的项目、种类。

2明确了断面方式检验的取样工艺、取样数量和工艺技术方法。

3明确了泄漏方式检验的取样工艺、取样数量和工艺技术方法。

4明确了泄漏方式检验的试验工装和试验工艺技术。

5明确了断面方式的焊接缺陷的标准。

6本发明工艺简单合理，在引进的第一台不锈钢缝焊设备采用了这套焊接性的试验验证技术，试验结果符合要求，用该设备进行多个项目产品的生产，产品均符合质量要求，这足以证明本发明的可靠性。

附图说明

图1是泄漏试验的试样示意图；

图2是泄漏试验的试样焊接方式示意图；

图3是泄漏试验的限制变形装置示意图；

图4是断面试验的焊接、取样方式示意图；

图5是断面试验的缺陷示意图。

具体实施方式

本发明是新安装的焊机、设备改造、焊接电源变更等条件下进行。试验范围是焊机的焊接工艺性的功能范围内，焊接接头以板厚组合中的薄板为基准的上下两个界面进行试验，验证可靠性。

1、母材的要求

设备焊接性能试验，选用母材的化学成份和机械性能符合SUS301L系列的要求，不能出现偏析等缺陷。

2、焊接设备要求

设备必须通过其他各种试验，验证合格的设备。

设备具有对焊接电流、电极压力、通电时间可调整控制的装置。

设备具有稳定电压的装置，当电压变动时，通过设备稳压功能，实现稳定输出电流。同时有对焊接电流、焊接时间输出监测的装置。

3、电极要求

电极采用圆盘电极，材质为CrZrCu，维氏硬度大于145，洛氏硬度大于75。

4、被焊接母材接头要求

（1）被焊母材焊缝上不得存在对电阻点焊焊接有害的杂质，如锈蚀、灰尘、油脂等附着物，焊接前，对母材表面保护膜清除干净，擦拭干净。

（2）被焊母材的焊缝位置的板间贴合良好。

5、焊缝位置要求

焊缝距母材板边最小距离L按照设计图纸规定，在设计图纸没有规定条件下，焊缝接头的板厚以外侧薄板的母材厚度为准，不同厚度的外侧母材，按照相应的标准。

6、焊接设备工艺性能试验

试验项目：试验项目分泄漏试验和断面试验两种，泄漏试验的试样需要焊接10个。断面试验分两种，与连续焊缝垂直方向和沿连续焊缝方向，试样各取4个。

试验中所用焊接材料和圆盘电极，必须与实际作业中使用的材料相同，同时在全部焊接过程中焊接条件不能改变。

（1）泄漏试验     

泄漏试验按照图1所示进行焊接试样，采用件1和件2的2个方形试样叠放焊接，件1中间位置开圆孔，圆孔位置焊接件3钢管，用于接通压缩空气，图1的试样四周进行缝焊，形成四周焊缝封闭试件，图2所示，焊缝位置尺寸为300mmX300mm，焊接10个试样，放入到图3所示的限制变形的装置中。图3装置中，在件4底板上焊接4个件5圆钢管，上端带有螺纹，上方安装件6的盖板，件4与件6的内腔高度大于20mm（变形量要求）。用件7的调整螺母进行锁紧件6。然后把试样和限制变形的装置放入到水槽中，通入压缩空气，看看是否有气泡，从而判断焊缝是否焊上。10个试样均没有气泡产生，可以认为泄漏试验合格。

在泄漏试验过程中，判断是否泄漏的方法有2种，一种是的空气压力达到1.47X105pa(1.5kgf/cm2),一种是试样的变形最大达到20mm。这两种方法，不论哪一种达到了试验要求的标准，并且不产生空气泄漏问题，试验完成。

（2）断面试验

断面试验按照图4所示的要求焊接，采用件1和件2叠放进行焊接，焊缝为直线。取样采用两种方式，见图4，一种方式是与焊缝垂直方向取样，垂直断面上相对于焊核中心轴需要对称；一种是沿连续焊缝方向取样，取样长度25mm。两种方式各取样4个，先进行目测，检查焊核的外观形状，形状是否对称，压痕是否均匀。

对于断面试验，看焊核的熔深情况。焊核熔深的数值标准有两个标准要求，并且要同时满足，一个是：在与连续焊缝垂直方向的断面试验中，焊核成椭圆形，在焊核直径的中心位置处的上、下层板的熔深不高于上、下层板母材厚度的0.9倍；在距离焊核中心0.4倍焊核直径位置，上、下层板的熔深不小于上、下层板母材厚度的0.2倍。另一个是：在沿着连续焊缝方向的焊缝中心线位置进行断面试验中，焊核成多个椭圆形相交的形状，交点位置处的上、下层板的熔深要在不高于上、下层板母材厚度的0.9倍，不低于与焊缝垂直断面试验中的距离焊核中心0.4倍焊核直径位置处的熔深0.2倍。

对焊核内气孔的缺陷，其中任意一个气孔缺陷的大小长度必须在焊核直径长度的15%以下；所有缺陷长度合计必须在焊核直径的25%以下，同时这些缺陷位置不能出现在椭圆焊核周边开始的15%范围以内位置，如图5所示的阴影位置不能有缺陷。