工方法达到。
(3)过渡层焊接材料:采用<1.2mm细丝C O2焊,焊丝牌号为H08Mn2SiA。
(4)炉内预热温度:350℃,保温2h。
(5)层间温度:≥150℃,采用在旋转的齿圈两侧点燃火焰喷炬的方法维持工件的层间温度。
(6)焊接工艺:焊接工艺参数见表2。
3.4 在过渡层上焊接齿轮辐板
过渡层焊接完成后,立即进炉内缓冷,炉内温度为150℃。
出炉后经目视检查和超声波100%探伤检查Ⅱ级合格后,采用机加工方法加工齿圈内径,使之与辐板达到合理的配合尺寸,进一步降低收缩拘束应力,然后将辐板与齿圈过渡层内径装配焊接。
焊接工艺参数见表2,但不必预热。
表2 堆焊过渡层工艺参数
电源极性焊接电流
I/A
电弧电压
U/V
焊接速度
v/cm·min-1
气体流量
Q/L·min-1
焊丝伸出长度
h/mm
焊丝直径
d/mm
熔滴过
渡形式
直流反接28032023382535202515 1.2喷射过渡
3.5 时效处理
对齿轮的所有主要受力焊缝进行20%超声波抽探,Ⅱ级合格后,对齿轮整体再进行消除应力时效处理。
4 工艺验证
按上述工艺规程,目前已生产出十几种产品的数十个合金钢齿轮,无论是齿轮焊后对焊缝的超声波检查,还是齿轮装到压力机后进行的压力机满负荷试验,均符合设计要求。
5 结束语
对于碳当量较高的42CrM o合金钢齿轮的焊接,采用在齿圈内径上堆焊过渡层的方法解决合金钢的焊接裂纹,不失为一有效途径。
过渡层可采用细丝C O2焊的传统焊接方法,焊接过程中要严格控制预热温度。
该方法也可供其它难焊材料焊接时借鉴。
(收稿日期 2001 06 13)作者简介: 王宏正,1960年生,大学本科,高级工程师。
螺母凸焊工艺参数优化
哈尔滨电影机械厂(150086) 李 娜
哈尔滨哈飞汽车制造有限公司(150060) 衣明海
螺母凸焊工艺就是利用螺母上预制的凸点焊到另一块面积较大的零件上。
因为是凸点接触,提高了单位面积上的压力与电流,可用于厚度比超过1:6的零件焊接。
螺母凸焊后有足够的抗扭强度,在交变载荷作用下不会松动,产品质量好,生产效率高。
1 焊接工艺对凸焊螺母质量的影响
螺母凸焊有凸点压溃这一不同于点焊的特殊的工艺过程,使其焊接工艺参数的选择较之点焊工艺更为重要。
在通电焊接时,凸点处的电流密度最高,它在加热过程中很快被完全压溃。
这时,凸点处熔核的形成与加热速度有很大关系。
由于焊件较薄,面积又大,又有下电极的强烈散热作用,往往造成凸点被熔化压溃,而板件却没有熔化,也没有熔核形成的结果。
为了使这种不均衡的散热影响减到最小,就必须采用大的焊接电流,短的焊接时间进行焊接。
2 选择试片
凸焊螺母选择规格为M8,板厚2.5mm,材质为08钢。
该件板料厚,凸焊质量不稳,焊接压力高达5500N,会将凸点压溃。
而零件接触面扩大,电流密度降低,造
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焊接 2001(11)
成加热温度不足,易脱落。
若在大压力下进一步加大电流,螺母整体加热,导致焊渣,产生飞溅,焊渣还会堵塞螺纹。
3 试验过程及确定试验水平
试验采用正交试验法,从大量的试验中挑选出具有代表性、典型性的试验点,合理安排试验过程。
(1)试验的考核指标:采用剥离试验检查螺母凸焊的焊接强度,测定使螺母剥离所需要的扭矩,以剥离时的扭矩考核螺母的凸焊程度。
(2)因素位级表:见表1。
表1 因素位级表
位级焊接电流
I/kA
焊接时间
t1/s
焊接压力
P/N
预压时间
t2/s
18.50.120000.4
29.00.1230000.6
310.50.1440000.8
(3)选用正交表:根据试验中影响因素有4个,位级3个,决定选用L9(34)正交表。
(4)确定试验设备:
固定凸焊机: W DN-200
微电脑控制箱:W DK-1B
控制箱编程器:W DK
焊接参数测量仪:HC-05
力矩扳手:W N101-1
压力测试仪:RF-31P
4 试验结果分析
试验做完后,得到螺母脱焊的抗扭力矩值,见表2,并对其进行试验结果分析。
比较各列的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的大小,以第一列为例,Ⅰ<Ⅱ<Ⅲ,大致说明了焊接电流这个因素以位级3为最好,位级2次之,位级1最差。
其余各因素的位级比较与上同。
级差R的大小用来衡量试验中相应因素作用的大小,级差大的因素(例如第三列焊接压力),意味着它的三个位级对于抗扭强度的影响较大,通常是重要因素,而级差小的因素往往是不重要因素(例如第四列预压时间)。
由此次试验可见,对于螺母凸焊后抗扭力矩的影响作用,焊接压力是最重要的因素,焊接电流次之,焊
表2 试验结果分析
试 验 计 划
试
验
号
焊接电流
I/kA
焊接时间
t1/s
焊接压力
P/N
预压时间
t2/s
第一列第二列第三列第四列
试验结果
抗扭强度
M/N·m
18.50.120000.459
28.50.1230000.683
38.50.1440000.870
49.50.130000.888
59.50.1240000.474
69.50.1420000.663
710.50.140000.678
810.50.1220000.865
910.50.1430000.493
Ⅰ212225187226
Ⅱ225222264224
Ⅲ236226222223
R244773
Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ
=673
=总和
注:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ———代表各列3个位级的试验结果的总和
R———代表各列最大值与最小值之差。
接时间为第三,预压时间为第四。
计算得到的最佳焊接工艺参数为:焊接电流10.5kA,焊接时间0.14s,焊接压力3×103N,预压时间0.4s。
在本次试验中,好的工艺参数是焊接电流10.5kA,焊接时间0.14s,焊接压力3×103N,预压时间0.4s,与计算结果相同。
本次试验中有4个3位级因素,可产生34=81个试验条件,由正交表选出的9个条件只是其中的一部分,即1/9。
然而,凭借正交表的正交性,这9个条件均衡分散在这81个试验条件中,它们的代表性很强,所以,直观分析得到好的工艺参数在全体81个试验条件中的效果会是相当好的,本次试验也证明了这一点。
5 结 论
通过这次试验,成功找到在影响螺母凸焊质量的4个因素中影响最大的因素(焊接压力)及最优工艺参数配合,并用于指导生产实践,提高了螺母凸焊质量的稳定性。
(收稿日期 2001 04 12)作者简介: 李 娜,1972年生,大学本科,助理工程师。
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