CN102019482A

CN102019482A - 扫石器承载焊缝的焊接方法

Info

Publication number: CN102019482A
Application number: CN 201010524351
Authority: CN
Inventors: 刘静; 张明明; 赵炳臣; 柴晋峰; 王祖民
Original assignee: CNR Dalian Locomotive and Rolling Stock Co Ltd
Current assignee: CRRC Dalian Co Ltd
Priority date: 2010-10-29
Filing date: 2010-10-29
Publication date: 2011-04-20

Abstract

本发明提供一种扫石器承载焊缝的焊接方法，包括如下步骤：在环焊缝周围实施定位焊至少两处；将焊枪指向管体，并从起弧位置开始围绕所述管体按照第一焊接参数集合进行焊接，直到所述焊枪回到所述起弧位置，完成打底层焊道的焊接；按照第二焊接参数集合在所述打底层焊道上依次进行至少一个中间层焊道的焊接；按照第三焊接参数集合进行表面层焊道的焊接，完成所述环焊缝的焊接；所述第一焊接参数集合、所述第二焊接参数集合和所述第三参数集合至少包括如下参数：焊接电流、电弧电压、保护气体流量。本发明的扫石器承载焊缝的焊接方法，可以保证打底层焊道两侧母材的充分熔合，能够保证焊缝的质量和强度。

Description

扫石器承载焊缝的焊接方法

技术领域

本发明属于机车技术领域，尤其涉及一种扫石器承载焊缝的焊接方法。

背景技术

扫石器是机车上一个非常重要的机构。现有技术中，通常采用的扫石器在机车运行过程中不仅能够起到清除铁轨上障碍物的作用，而该扫石器同时兼顾洒砂和轮缘润滑功能。图1为现有技术的扫石器的结构示意图。扫石器的主要结构都设计在管体2上，通过将管体2焊接在法兰1上，然后将法兰1固定在机车上的转向架一侧即可。由于机车的运行是在不同的工况下，扫石器的三种功能使其受到复杂载荷的作用，尤其是法兰1与管体2之间的承载焊缝处，机车运行时受力最大，如果承载焊缝出现根部未熔合的缺陷，长期的交变载荷会导致扫石器的断裂，因此，法兰1与管体2之间承载焊缝的焊接质量尤为重要。

法兰1与管体2之间的承载焊缝分为两种：环焊缝和塞焊缝。如图1所示，位置3即为环焊缝位置。由于环焊缝比较狭小，不利于焊枪摆动，通常将法兰1一侧设置为坡口形式。焊接时，将要焊接的扫石器置于工装上，使得环焊缝的焊接位置在工装上旋转，且旋转时该环焊缝一直保持水平。在焊接过程中，焊枪指向环焊缝的坡口一侧，采用的焊接电流达280A、喷射过渡的方式进行焊接，完成对环焊缝的焊接。

但是，现有的上述焊接方法，将焊枪指向环焊缝的坡口一侧实现打底层焊道焊接时，由于管体2一侧无坡口，将会造成环焊缝靠近管体2一侧根部未熔合的焊接缺陷。同时由于采用大电流如280A的电流、喷射过渡的填充形式，焊接速度较快，工装的转速与焊接速度的微小差别，也将导致打底层焊道出现未熔合、假焊等现象。因此，采用上述方法焊接环焊缝的焊接质量较差。

发明内容

本发明提供一种扫石器承载焊缝的焊接方法，用以解决现有技术中的焊接方法焊接环焊缝的焊接质量较差的缺陷。

本发明提供一种扫石器承载焊缝的焊接方法，包括如下步骤：

在环焊缝周围实施定位焊至少两处；

将焊枪指向管体，并从起弧位置开始围绕所述管体按照第一焊接参数集合进行焊接，直到所述焊枪回到所述起弧位置，完成打底层焊道的焊接；

按照第二焊接参数集合在所述打底层焊道上进行至少一个中间层焊道的焊接；

按照第三焊接参数集合进行表面层焊道的焊接，完成所述环焊缝的焊接；

所述第一焊接参数集合、所述第二焊接参数集合和所述第三参数集合至少包括如下参数：焊接电流、电弧电压、保护气体流量。

本发明的扫石器承载焊缝的焊接方法，在进行打底焊道焊接时要求焊枪指向所述管体，而非法兰一侧的坡口；并且按照各层焊道对应的焊道参数集合依次进行焊接。采用本发明的焊接方法，可以保证打底层焊道两侧母材的充分熔合，能够保证焊缝的质量和强度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术的扫石器的结构示意图；

图2为本发明实施例一提供的扫石器承载焊缝的焊接方法的流程图；

图3为本发明实施例二提供的扫石器承载焊缝的焊接方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图2为本发明实施例一提供的扫石器承载焊缝的焊接方法的流程图。如图2所示，本实施例的扫石器承载焊缝的焊接方法，具体可以包括如下步骤：

步骤100、在环焊缝周围实施定位焊至少两处；

具体地，每一处定位焊的长度可以为5mm～10mm，并保证定位焊处无气孔和弧坑裂纹等缺陷，如有缺陷须彻底清除，以免影响后续焊接。需要说明的是，这里的定位焊可以称之为点焊。

步骤101、将焊枪指向管体，并从起弧位置开始围绕管体按照第一焊接参数集合进行焊接，直到焊枪回到起弧位置，完成打底层焊道的焊接；

具体地，在进行打底层焊道的焊接时，焊枪是一直指向管体，焊枪由起弧位置开始绕着管体按照预先设置的第一焊接参数集合开始进行打底层焊道的焊接。焊枪在焊接过程中，焊枪可以偏离垂直于管体的侧壁方向10°范围内摆动，以充分将环焊缝根部两侧的法兰的母材与管体的母材充分熔合。焊枪绕着管体焊接一周，回到起弧位置便完成打底层焊道的焊接。

步骤102、按照第二焊接参数集合在打底层焊道上依次进行至少一个中间层焊道的焊接；

具体地，在进行每一个中间层焊道焊接之前时，都需要重新确定该层焊道的起弧位置。例如可以根据上一层焊道的起弧位置来确定，可以将当前层焊道的起弧位置设置在距上一层焊道的起弧位置的具体为40mm～60mm处。优选取50mm。这里一定要避免各层焊道的起弧位置相同，造成该起弧位置处焊接不牢靠。实际应用中，可以根据需求设置其他任意位置为当前层焊道的起弧位置。

步骤103、按照第三焊接参数集合进行表面层焊道的焊接，完成环焊缝的焊接。

上述实施例的第一焊道参数集合、第二焊道参数集合和第三参数集合至少包括如下参数：焊接电流、电弧电压和保护气体流量。

本实施例中的打底层焊道的起弧位置、总焊道层的数目以及各层焊道的焊接参数集合都是预先设置的。总焊道层的数目确定了，再减去打底层焊道和表面层焊道，至少一个中间焊道层的数目便确定了。

本实施例的扫石器承载焊缝的焊接方法，在进行打底焊道焊接时要求焊枪指向所述管体，而非法兰一侧的坡口；并且按照各层焊道对应的焊道参数集合依次进行焊接。采用本实施例的焊接方法，可以保证打底层焊道两侧母材的充分熔合，能够保证焊缝的质量和强度。

在上述实施例一中，可以参考现有技术，根据法兰与管体的材质以及法兰与管体间的环焊缝的实际情况，选择合适的第一焊接参数集合、第二焊接参数集合和第三焊接参数集合。第一焊接参数集合、第二焊接参数集合和第三焊接参数集合可以相同，也可以不相同。

为了提高焊接质量，保证环焊缝的焊接强度，进一步地，本发明实施例中，还可以采用第三焊接参数集合中的焊接电流小于第二焊接参数集合中的焊接电流进行焊接。这样，可以在表面层焊道焊接时，使用较小的焊接电流，能够克服咬边、余高过大以及成型差等缺陷，从而进一步提高焊接质量。

例如，在本发明实施例中，第一焊接参数集合、第二焊接参数集合和第三焊接参数集合，可以为如下：

第一焊接参数集合具体包括：焊接电流为200A～220A，电弧电压为22V～24V，保护气体流量为18L/min～20L/min。

第二焊接参数集合具体包括：焊接电流为240A～260A，电弧电压为24V～26V，保护气体流量为18L/min～20L/min。

第三焊接参数集合具体包括：焊接电流为220A～240A，电弧电压为26V～28V，保护气体流量为18L/min～20L/min。

在实际焊接中，优选的方案是要求第三焊接参数集合中的焊接电流小于第二焊接参数集合具体中的焊接电流。

图3为本发明实施例二提供的扫石器承载焊缝的焊接方法的流程图。如图3所示，本实施例的扫石器承载焊缝的焊接方法，具体可以包括如下步骤：

步骤200、采用除锈钢刷对环焊缝进行清理；

具体地，采用该步骤，可以去除环焊缝表面的杂质，并保证表面无氧化皮和油污等杂质。

步骤201、选择焊枪采用的焊丝和焊接过程中采用的保护气体；

具体地，可以选取型号ER50-6的焊丝，具体可以选取直径为1.0mm的焊丝；焊接时采用的保护气体采用80％的氩气加20％的二氧化碳组合而成的保护气体。

步骤202、选择焊丝伸出焊枪的长度；

例如，可以选取焊丝伸出焊枪喷嘴的长度为10mm～15mm。

步骤203、根据要焊接的扫石器的法兰、管体以及法兰与管体之间的环焊缝，确定中间层焊道的数目为一层；并确定打底层焊道的起弧位置、第一焊接参数集合、第二焊接参数集和第三焊接参数集合；

例如确定的第一焊接参数集合、第二焊接参数集和第三焊接参数集合如下表1所示。

表1

焊接参数集合	焊接电流(A)	电弧电压(V)	保护气体流量(L/min)
				第一焊接参数集合	210	23	19
第二焊接参数集合	250	25	19
				第三焊接参数集合	230	27	19

具体地，可以采用以下步骤实现：

(1)根据要焊接的扫石器的法兰、管体以及法兰与管体之间的环焊缝，制作与环焊缝结构相同的焊接试片；

(2)对焊接试片进行解剖以及宏观金相分析，确定打底层焊道的起弧位置、第一焊接参数集合、第二焊接参数集合、第三焊接参数集合以及至少一个中间层焊道的数目，这里为1层。即总共有三个焊道层。具体地还可以确定在焊接过程中的焊枪的最大摆动角度10°。

其中所涉及的解剖以及宏观金相分析的具体实现可参考现有技术，在此不再赘述。

步骤204、在环焊缝周围点焊四处；

这里以在环焊缝周围电焊四处，其中每一点焊处的长度为10mm为例。

步骤205、将焊枪指向管体，并从起弧位置开始围绕管体按照第一焊接参数集合进行焊接，直到焊枪回到起弧位置，完成打底层焊道的焊接；

步骤206、采用角磨机将打底层焊道的起弧位置处打磨平整；

具体地，将打底层焊道的起弧位置打磨平整可以保证下层焊道焊接时，此处的焊接质量。

步骤207、对打底层焊道进行清理，并锤击打底层焊道；

具体地，这里采用锤击打底层焊道，可以去除应力，增强打底焊道层的强度。

步骤208、将距离打底层焊道的起弧位置向后50mm位置处作为中间层焊道的起弧位置；

步骤209、从中间层焊道的起弧位置开始，焊枪围绕管体按照第二焊接参数集合在打底层焊道上进行焊接，直到焊枪回到中间层焊道的起弧位置，完成中间层焊道的焊接；

步骤210、采用角磨机将中间层焊道的起弧位置处打磨平整；

步骤211、对中间层焊道进行清理，并锤击中间层焊道；

具体地，这里的打磨和锤击的作用同上述描述。

步骤212、将距离中间层焊道的起弧位置向后50mm位置处作为表面层焊道的起弧位置；

步骤213、从表面层焊道的起弧位置开始，焊枪围绕管体按照第三焊接参数集合在中间层焊道上进行焊接，直到焊枪回到表面层焊道的起弧位置，完成表面层焊道的焊接；

步骤214、采用角磨机将表面层焊道的起弧位置处打磨平整；

步骤215、对表面层焊道进行清理，并锤击表面层焊道；环焊缝焊接结束。

需要说明的是，在进行中间层焊道的焊接过程中，需要保证打底层焊道的温度小于等于250℃；同理，在对表面层焊道焊接的过程中，需要保证中间层焊道的温度小于等于250℃。这样，可以保证整合环焊缝的焊接过程中每一层焊道的焊接质量。

上述实施例是以仅包括一个中间层焊道为例来说明的。对于环焊缝包括多个中间层的实施过程原理同上。在此不再赘述。

本实施例的扫石器承载焊缝的焊接方法，可以保证打底层焊道两侧母材的充分熔合，能够保证焊缝的质量和强度。最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种扫石器承载焊缝的焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：

在环焊缝周围实施定位焊至少两处；

按照第二焊接参数集合在所述打底层焊道上依次进行至少一个中间层焊道的焊接；

2.根据权利要求1所述的扫石器承载焊缝的焊接方法，其特征在于，所述第三焊接参数集合中的焊接电流小于所述第二焊接参数集合中的焊接电流。

3.根据权利要求1或2所述的扫石器承载焊缝的焊接方法，其特征在于，在环焊缝周围实施定位焊至少两处之前，还包括：

根据要焊接的所述扫石器的法兰、管体以及所述法兰与所述管体之间的所述环焊缝，制作与所述环焊缝结构相同的焊接试片；

对所述焊接试片进行解剖以及宏观金相分析，确定所述起弧位置、所述第一焊接参数集合、所述第二焊接参数集合、所述第三焊接参数集合以及所述至少一个中间层焊道的数目。

4.根据权利要求1或2所述的扫石器承载焊缝的焊接方法，其特征在于，所述第一焊接参数集合具体包括：焊接电流为200A～220A，电弧电压为22V～24V，保护气体流量为18L/min～20L/min。

5.根据权利要求1或2所述的扫石器承载焊缝的焊接方法，其特征在于，所述第二焊接参数集合具体包括：焊接电流为240A～260A，电弧电压为24V～26V，保护气体流量为18L/min～20L/min。

6.根据权利要求1或2所述的扫石器承载焊缝的焊接方法，其特征在于，所述第三焊接参数集合具体包括：焊接电流为220A～240A，电弧电压为26V～28V，保护气体流量为18L/min～20L/min。

7.根据权利要求1或2所述的扫石器承载焊缝的焊接方法，其特征在于，所述第一焊接参数集合具体包括：焊接电流为200A～220A，电弧电压为22V～24V，保护气体流量为18L/min～20L/min；所述第二焊接参数集合具体包括：焊接电流为240A～260A，电弧电压为24V～26V，保护气体流量为18L/min～20L/min；所述第三焊接参数集合具体包括：焊接电流为220A～240A，电弧电压为26V～28V，保护气体流量为18L/min～20L/min。

8.根据权利要求7所述的扫石器承载焊缝的焊接方法，其特征在于，在环焊缝周围实施定位焊至少两处之前，还包括：选择所述焊枪采用的焊丝，所述焊丝为ER50-6型号，直径为1.0mm；并确定所述保护气体采用80％的氩气加20％的二氧化碳。

9.根据权利要求1或2所述的扫石器承载焊缝的焊接方法，其特征在于，在对所述至少一个中间层焊道和所述表面层焊道中的每一层焊道焊接之前，确定前一层焊道的温度小于等于250℃。

10.根据权利要求1或2所述的扫石器承载焊缝的焊接方法，其特征在于，所述至少一个中间层焊道和所述表面层焊道中的每一个层焊道的起弧位置距其前一层焊道的起弧位置的距离为：40mm～60mm。

11.根据权利要求10所述的扫石器承载焊缝的焊接方法，其特征在于，所述打底层焊道、所述至少一个中间层焊道和所述表面层焊道的每一个层焊道焊接完成之后，还包括：

采用角磨机将当前层焊道的起弧位置处打磨平整；

对所述当前层焊道进行清理，并锤击所述当前层焊道。