淺析種焊機或者種釘機等工藝在軌道車輛不銹鋼車體上的應用

引言

隨著現代工業的快速發展， 種焊工藝的使用越來越廣泛。種焊機工藝具有快速可靠、低成本等優點，可替代鉚接、鉆孔、釬焊等螺柱連接工藝，可焊接多種金屬材料?，F已廣泛應用于汽車、船舶、建筑等行業。并在 不銹鋼城鐵客車的生產制造中逐漸得到應用?，F階段螺柱焊主要用于車體鋼結構大部件或輔助連接安裝等部件上。

2 種焊的基本原理

螺柱焊基本原理是在待焊螺柱與工件間引燃電弧，當螺柱與工件被加熱到合適溫度時，在外力作用下，螺柱送入工件上的熔池中形成焊接接頭，從而形成牢固的連接。

3 種焊機的分類

根據焊接電源的不同，種焊機可分為拉弧螺柱焊機和電容放電螺柱焊機兩類。拉弧螺柱焊機又分為短周期和帶陶瓷箍套或保護氣體的拉弧螺柱焊機，電容放電螺柱焊機按照 焊槍的配置不同，又分為接觸式和間隙式兩種。

4 城鐵客車中應用工藝性分析

不銹鋼城鐵中使用的不銹鋼材質一般為奧氏體型不銹鋼且為薄板，所用螺柱直徑一般不大于 12mm。對于該條件，短周期拉弧螺柱焊和電容放電螺柱焊更適合，短周期拉弧螺柱焊的板厚可以到 0.6mm。電容放電螺柱焊可以到 0.5mm。目前在不銹鋼城鐵客車的生產制造中，主要采用短周期拉弧螺柱焊完成 螺柱焊接，短周期拉弧螺柱焊與電容放電螺柱焊相比，螺柱與工件金屬熔化量比電容放電螺柱焊接的更多，熔深較深，螺柱所能承受的強度也更大。

5 短周期拉弧螺柱焊工藝技術

5.1 組成及結構

拉弧式螺柱焊機主要由焊接電源、控制系統、焊槍、地線鉗等部分組成。一般控制系統與電源合二為一。一般焊接主電源應具有預引弧電流、較高的空載電壓、較高的負載電壓、內阻抗較小等功能和特點。焊接用電纜應符和 ISO14555中規定的截面積配制。

5.2 工藝參數

5.2.1 電弧電壓電弧電壓主要取決于上升高度和焊接電流，一般為20-40V，如工件表面存在油污等雜質，電弧電壓會變大，導致焊接電流發生變化，同時易產生氣孔等缺陷，作業前需對工件表面進行除臟，利于電流、電壓穩定。

5.2.2 焊接電流

焊接電流主要根據螺柱的直徑選定，各種不同機型能調節的范圍也不同，在 300-3000A 內連續可調，就非合金鋼而言，焊接電流和螺柱直徑的關系為：

I=（75-85）d 用于螺柱直徑不大于 16mm 時；

I=（85-95）d 用于螺柱直徑大于 16mm 時；對于合金鋼，焊接電流相應地降低 10%左右。在實際的焊接中要視板厚和強度要求調節。

5.2.3 焊接時間

焊接時間 Tw 單位以毫秒（ms）計量，又稱焊接電流持續時間。主要影響焊接熱輸入量?？捎孟旅婀竭M行估算：

Tw=（2-3）d 螺柱直徑不大于 12mm；

Tw=（4-5）d 螺柱直徑大于 12mm；

預引弧電流很大程度上決定了母材的熔深。預引弧電流一般為 40-50A，可調范圍較窄。一般預引弧電流是固定的，短周期焊接電源的預引弧時間約為 40-100ms。

5.2.4 突出距離

突出距離是維持穩定的焊接電弧和獲得良好焊縫外觀成形的一個重要的焊接參數。它與螺柱直徑成正比，一般為1-8mm。

5.2.5 上升高度

上升高度即螺柱提升后末端距工件的距離，也與螺柱直徑成正比，經驗值約為 1.5-8mm。合理的上升高度能有效防止因熔滴過渡時短路所造成的電弧不穩和焊縫質量不佳。