铝焊的空穴和凸起控制

控制薄板孔穴和凸起的焊接法
摘要：针对铝合金B型地铁试件的生产中，薄板对接自动焊易产生的孔洞和凸起的问题，经过大家一起讨论研究后，改变焊接间隙，并反复调节焊接参数进行试焊，最终解决了这一难题。

关键词：热输入薄板孔穴
正文
在B型地铁车试制项目投产前期的做试件阶段，焊接侧墙内侧第三道时，焊缝成形出现一个接一个的孔洞或凸起，致使工作无法进行，给生产进度造成了很大的麻烦。

出现的孔洞是焊接孔穴，即我们通常说的气孔。

凸起是指焊瘤，余高超高还是类似于接头处的局部超高。

这里讨轮的凸起是在孔穴前端出现的，是出现孔穴后的连锁反应。

如图1
图1
控制孔穴和凸起现在成了首要问题。

为什么会出现这么多的孔穴和凸起呢？经过大家的分析和讨论，可能是由于间隙过大引起的。

首先我通过观察焊缝发现，间隙有1mm左右，而且焊缝底部有处理点固段留下的铝屑，因为铝合金材料的对接焊缝采用的是锁底对接接头，如图2。

图2
在处理焊缝时被打磨掉的铝屑就会穿过间隙落到底部的垫板上，即使用高压风吹，到点固段两端时也会堆积下来，留在焊道里。

那这些孔洞是不是在电弧扫到这些铝屑时，它们在高温电弧作用下形成气态冒出，造成溶合不良而形成的孔洞和凸起？
于是我们建议装配工组装时把间隙尽量减小，控制在0.5mm以内。

在打磨点固段时尽量控制铝屑的掉落方向不让铝屑掉进焊道。

焊接后两点固点中间的正常焊道上效果好了些，但点固段两端仍然有较大的孔穴和凸起出现在表面。

接下来大家分析：是不是热输入太大，铝水透过薄板流入了垫板而引起的？
B型地铁侧墙板的型材是不到3mm的薄板，除了第一二道焊缝是4v坡口形式外，其它四道都是3v 的。

而且第三道是侧墙内侧的最后一道，变形量也集中到了第三道上（薄板偏高）。

虽然错边在允许范围内，焊接还是有一定难度的，我们需要大的电流，电压，确保焊缝能够完全熔透，还要使热输入量不要太大，打穿薄板流入垫板。

这个度就不好掌控了。

研讨小组，针对这个问题进行讨论和实践焊接。

经过3个试件的实践，最终确定了增大前进角度，减小脉冲时间，加大脉冲电压和基值电流，增加频率和送丝，提高焊接速度的方式，控制点的热输入量，不仅孔穴和凸起得以避免，同时变形量也得到了有效的控制。

如图3
图3
总结：通过调整焊缝间隙，采用较大的前倾角，大的焊接规范，高的焊接速度这一系列的措施，实际上出现孔穴和凸起的可能性就大大的降低，焊接质量也就得到了控制。

成功总结出控制薄板孔穴和凸起的焊法后，侧墙试件终于合格了，开始了B型地铁侧墙的生产，确保了B型地铁试制中侧墙板焊接进度的按时完成，保证下道工序正常生产。

经过试验，此项创新，不仅可以用于B型地铁的生产中，同样，也可以应用到250公里动车组的生
产，甚至是380的正装第四道焊接中，改善了其焊缝质量和焊后变形量。

总结：控制薄板孔穴和凸起的焊法，能极好的控制薄板焊接出现孔穴和凸起的问题，保证焊接质量，减少修补量，其应用广泛，无不良现象，是适合自动化焊接铝合金薄板的新型焊接方法。

参考文献：
1. 机械工程学会焊接学会.《焊接手册》第三卷[M]，北京：机械工业出版社, 2001
2. 田锡唐.焊接结构[M].北京：机械工业出版社.1997
3．CLOOS焊接操作说明。