大口径液压油缸缸筒护套对接环形组合焊缝外观质量改善 -学兔兔 www.xuetutu.com.pdf

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大口径液压油缸缸筒护套
对接环形组合焊缝外观质量改善
Appearance Quality improvememt of Butt Weld of Combination Ring for Large Diameter Cylinder Steel Cylinder Sheath
文/徐州徐工液压件有限公司技术中心李福星王志远韦金钰金帅强李文静
摘要:本文通过PDCA方法,分析了出ロ油缸焊缝外观质量差的原因,采用逐层焊接错位起
弧、焊枪角度及位置定量、端面焊接顺序分析等技术,改善环形组合焊缝外观,并对该部件的焊
接工艺进行了全面改进,修正并优化了焊接参数。经实践证明,油缸焊缝外观符合客户要求,焊
缝外观质量得到很大的提升。
关键词:液压油缸;焊缝外观;焊接参数;焊枪角度
1现状调查
所示。且由焊缝外观质量问题所引起的返修率
大口径液压油缸为我公司的出口油缸,客户很高,有时甚至需要剖切返修,进而导致整个
对焊缝外观有着极其严格的要求。经调查,焊缝缸筒变形,严重影响生产进度,制约产品质量。
外观出现虚焊、咬边、褶皱,搭接阶梯状缺陷、
2原因分析
收弧缺陷等外观缺陷的现象却较为普遍。如图1
21结构特点
油缸缸筒护套焊接采用的是带坡口的角焊
缝,其结构与焊缝型式如图2和图3所示。
其中护套材质为Q345D,缸体材质为27SiMn
两种材质碳当量相接近。由于护套后续精加工
需单边预留余量1.5m,因此焊接时必须预留这
(1)蛇形焊缝
(2)收弧缺陷
部分留量,否则后续车削后,会形成整体台面
造成焊缝外观差。
2.2产生外观缺陷的原因
针对出口油缸焊缝外观质量问题,有针对
性的对其焊缝外观缺陷进行分析,发现产生焊
缝外观缺陷的主要原因有如下几个方面。
2.2.1卡盘顶尖圆跳动大
经测量发现,卡盘顶尖的圆跳动过大,由
(3)虚焊
(4)搭接阶梯状
于卡紧顶尖的过渡锥套与卡盘锥形孔为间隙配
图1焊缝外观缺陷
作者简介:李福星(1988-),男,河南科技大学材料成型及控制工程专业(焊接方向)毕业,助理工程师、目前主要从事工程机械液压油缸焊接工艺及加工
工艺的研究工作
J-38现代焊接2013年第5期总第125期
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Lding applications
缸体
焊接起孤点
焊接起弧点如果位于点焊部位,会造成局
部高点现象,由于每层抬枪、搭接时会存在短
暂的停滞时间,即并非严格意义的连续焊,每
层存在收弧点,如果每层焊接角度一致,会导致
收弧点重合,最终会导致焊缝出现大的四陷点。
2.2.4焊枪位置与角度
图2缸筒结构简图
由于端面焊缝为不等腰角焊缝,焊接层数
较多,如果焊枪角度、焊枪距离端面位置不合
理,最终的焊缝成形外观会很差。每层的焊枪
角度不合理,会导致搭接阶梯面,焊枪距离端
面太近,会导致咬边现象,焊枪距离端面太远,
会导致焊缝两侧不熔合,影响焊接质量。
2.2.5端面焊接提枪高度
端面焊接提枪高度太低,很容易导致喷嘴
堵塞,影响焊接,端面焊接提枪高度太高,电
弧会吹向端面,导致端面1.5mm的预留量被熔合,
局部出现咬边现象。
图3组合焊缝示意图
2.2.6收孤电流、电压
收弧电流原为220A,收弧电压原为25V,收
弧电流电压过大,焊缝急速冷却会形成很大的
弧坑,甚至容易在弧坑中心形成裂纹或缩孔。
既影响产品质量,又影响焊缝外观。
3工艺改进措施
3.1卡盘顶尖装卡改进
对过渡套改进,保证卡紧顶尖的过渡锥套
与卡盘锥形孔为紧配合,满足焊接使用要求,
跳动值0.2m左右,消除蛇形焊缝,消除虚焊
未熔合现象。如图5所示。
图4过渡锥套与卡盘锥形孔的配合
3.2点焊焊点焊接改进
合,如图4。顶紧焊接时,由于顶尖的圆跳动过
组装点焊时,选择小电流、小电压MAG焊
大,使熔点过渡不稳,局部焊接咬边,从而出
现虚焊、未熔合等现象。
2.2.2点焊部位焊点长度过长
点焊部位焊点长度过长、过大会导致后期
的连续焊接中局部存在高点现象,同时在该处
后续的连续焊接中会存在熔滴过渡不稳现象。
图5工件装卡顶紧方式
现代焊接2013年第5期总第125期J-39
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lding ctpplieatio
附表焊接参数表
焊道电流(A)电弧电压(V)焊枪角度
240
28
240
28
4
230
40°
240
图6端面2层焊接
接,圆周均布四点点焊,焊点长度不超过15mm,
高度不超过6mm,保证缸筒护套组对间隙在工
艺技术要求范围之内即可
3.3焊接起弧与焊接角度改进
焊接起弧点错过点固点,以滞后于大焊点
为主,焊接第一层焊接角度由原来的360°调整
图7样件焊缝外观
为358°,第二层、第三层、第四层、第五层焊焊缝比较陡。焊枪角度减小,焊缝高度减小,
接角度依次错位递增搭接,这样保证每一层收焊缝宽度増大,角焊缝平滑。45°角焊缝,焊
弧点都在不同位置,杜绝了局部凹坑现象以及缝高度和焊缝宽度略等。为了满足图纸要求,
局部高点现象。
所以不能统一采用45°角焊缝,笔者组织了试
3.4焊接端面改进
样的生产,焊接试样的焊缝型式与油缸焊缝型
由于此外侧角焊缝型式为不等腰角焊缝,式一样,每件每一层都采用不同的焊枪角度、
图纸要求焊缝宽度为18m,而焊缝高度7,5m,焊枪位置,如附表所示,分别对焊缝进行焊接,
此外,护套端面单边预留1.5m,若采用两层焊焊后对样件焊缝外观检测,最终获得搭接顺滑
接,如图6所示。经多次试验,端面预留量和焊的样件。样件焊缝外观如图7所示。
缝搭接美观无法同时保证,此外为了保证焊缝3.7端面焊接提枪高度
宽度符合图纸要求,需要大电压保证,焊接熔
最后一层端面焊焊接时,为了保证端面1.5m
合不良。经验证,采用端面三层焊接,匹配合的预留量,防止过烧、咬边,提枪高度不能太
理的焊接电流、电弧电压、焊接转速。既能保高,同时为了保证熔滴过渡的平稳,以提枪略
证良好的熔合,又能保证焊缝外观成形,还能高于第四层为宜。
很好的控制焊鏠高度,保证焊缝端面预留量。
3.5收弧时的参数调整
4结束语
收弧电流调整为160A,收弧电压调整为18V
通过对设备及焊接工艺的改进,油缸缸筒
收弧弧坑明显变小,并通过调整焊接角度的收护套焊缝外观缺陷问题全部消除,焊缝外观质
弧错位,解决了重复叠加弧坑导致焊缝局部四量满足客户的要求,得到客户认可,更重要的
坑明显过度现象。
是为本公司其他产品部件的质量改善提供了
3.6焊枪位置与角度
种新的思维方式及方法,为其他产品焊接工艺
对于不等腰角焊缝,焊枪角度不能按照理的改进积累了一定的经验。
论的等腰角焊缝焊枪角度焊接,即不能用45
参考文献
焊枪角度焊接。通过焊接过程实时监测,焊枪
陈伯蠡.焊接工程