某重型卡车纵梁轴套焊接飞溅问题研究

曹玲利，张恒

某重型卡车纵梁轴套焊接飞溅问题研究

曹玲利，张恒

（陕西重型汽车有限公司，陕西 西安 710200）

做成整圆筒形的保护轴的套筒简称为轴套，作为驾驶室与后端车架连接的关键部位，某种重型卡车在实际生产中一般采用弧焊的焊接方式将轴套焊接于纵梁上，焊接后轴套内多出现焊接飞溅，焊接飞溅的存在直接导致后续装配时轴承磨损严重，因此焊接完成后需要对轴套内的焊渣进行清理，这就直接导致生产效率低下，不能满足生产节拍的情况发生，因此解决轴套焊接飞溅就显的尤为重要，文章主要针对焊接轴套中产生的飞溅问题提供思路以及方法。

轴套飞溅；参数优化；焊接方式转变

CLC NO.: U462.1 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)16-158-02

前言

作为与轴承连接的关键部件，在机械传动过程中起到固定和减小载荷摩擦系数的部件，轴套内的焊接飞溅会直接导致轴承的磨损。某种重型卡车在生产纵梁时由于焊接飞溅的存在，现场一般采用的是铜销堵孔的保护措施，加工人焊接时一般采用的是弧焊焊接方式是平焊焊接，焊接完成后现场的纵梁焊接飞溅仍然无法避免，焊接飞溅的产生主要影响因素有焊接参数、焊接角度、焊接方向、焊丝伸长长度等影响因素，因此为解决轴套焊接时产生的飞溅问题就需要针对焊接影响因素进行控制，来满足现场实际生产的要求。

1 焊接参数

1.1 焊接电流

焊接电流：实际上是送丝速度与熔化速度平衡的结果。

实际生产中当焊丝直径选定时，在小电流区域飞溅率较小，大电流区域飞溅率也较小，中间区域的飞溅率最大，由于焊接电流实际是送丝速度与熔化速度平衡的结果，现场实际验证焊丝直径选定时，同一焊丝电流越大送丝速度越快，在电流相同的前提下，焊丝越细，送丝速度越快，在实际生产中选择焊接电流时应该首先避开焊接飞溅大的区域，在焊丝直径选定的前提下，选择合适的送丝速度，以保证焊接飞溅最小。现场实际生产中板料的厚度确定后，经过工艺现场验证：当料厚小于1.5，选择焊丝直径0.8，焊接电流80-120A；当料厚在1.5≤T≤4，焊丝直径1.0，焊接电流110-140A，当料厚5≤T≤6，焊丝直径1.2，焊接电流150-170V，为解决轴套焊接飞溅问题，现场根据料厚选择电流为160A时飞溅最小，对焊接电流进行优化。

1.2 焊接电压

提供焊丝熔化能量，电压越高焊丝的熔化速度越快；焊接电压的设定一般按照经验公式，进行选择，根据焊接条件选定相应的焊接电流后，然后根据公式计算焊接电压：

＜300A：焊接电压=(0.05×焊接电流+14±2）伏

＞300A：焊接电压=(0.05×焊接电流+14±3）伏

在实际生产中经过实践证明证明焊接电压越高，弧长变长，飞溅颗粒变大，易产生气孔，焊道变宽，熔深和余高变小，焊接电压偏低时，焊丝插向母材，飞溅增加，焊道变窄，熔深和余高大，因此根据焊接电压的选定一般按照经验公式进行选择，电压的过高或者过低都会直接影响焊接飞溅的大小。与此同时焊接电压的大小还会受焊接电缆长度的限制而产生相应的损失，当使用大电流，同时使用加长电缆的同时，应该同时考虑输出电压的损失，以控制焊接飞溅的大小 。根据经验公式以及现场实际焊接情况，按照公式当＜300A：焊接电压=(0.05×焊接电流+14±2）伏，可最佳焊接电压选定为U=（0.05×160+14 ±2)=20-24V，现场验证后，焊接电流实际应选定23v为最佳，飞溅最小。

2 焊接方向与角度

2.1 焊接方向

焊接方向相关概念：

左向焊法：操作者右手握枪时，由右至左方向焊接，焊枪喷嘴与焊接方向成钝角（＞90°）称为左向焊法（图1）；

右向焊法：操作者右手握枪时，由左至右方向焊接，喷枪喷嘴与焊接方向成锐角（＜90°）称为右向焊法。(图2)

图1 左向焊法

图2 右向焊法

2.2 焊接角度

焊接角度相关概念：

工作角：焊枪轴线与焊件表面所成的角（如图3）。

行走角：在焊枪轴线与焊接方向所在平面内，焊枪轴线与垂直于焊接方向直线所成的角；

角焊缝工作角为45°，对接焊缝工作角为90°，行走角根据焊接方向的不同，又有前倾角和后倾角之分，右向焊时称为后倾角(如图4)，左向焊时称为前倾角（如图5）。

在现场实际焊接时发现焊枪垂直时飞溅量最小，倾斜角度越大，飞溅越多，焊枪前倾或者后倾最好不要超过20°，通过焊接角度的优化，结合现场机器人弧焊的变位焊接方式，将原来的平焊焊接改为立焊焊接，现场实际验证发现轴套内焊接飞溅彻底的得到了解决，为方便加工人实施立焊焊接，设计立焊工装保证焊接过程得以顺畅的实施，立焊工装如图6：

图5 前倾角

图6 立焊工装

3 焊丝伸长长度

焊丝的伸出长度，焊丝伸出长度对飞溅也有影响，一般焊丝伸出长度应尽可能缩短；一般焊丝伸出长度（10-20）mm，约为焊丝直径的10-15倍左右；根据现场实际验证在焊接纵梁轴套时采用的焊丝伸长长度选择为10mm为最优，可以有效的控制焊接飞溅量。

综上因素，现场最后选定恰当的电路、与之匹配的电压，适量的焊丝伸长长度，合适的焊接角度，最后彻底解决焊接轴套飞溅问题，通过优化焊接过程有效的提高加工人的焊接技能，缩短了打磨焊接飞溅的时间，取消了铜销堵孔这一加工过程时间的浪费，有效的提高了焊接效率，提升焊接节拍，如下图7以及图8所示，焊接飞溅得到有效的解决。

图7 参数优化前

图8 参数优化后

4 结语

通过对焊接飞溅参数的优化，尤其是焊接方式的转变，彻底的解决了轴套内的焊接飞溅，有效的节约了生产时间，为以后在该类问题的解决上提供了新的思路方法。

[1] 熊腊森.焊接工程基础[M],2002.2.

[2] 杨新华.焊接方向与角度对焊缝成形的影响[J].现代焊接,2016(4).

Study on welding spatter of a heavy truck longitudinal beam

Cao Lingli, Zhang Heng
（Shaanxi Heavy Duty Truck Co., Ltd., Shaanxi Xi’an 710200）

In the whole of the protection of the cylindrical shaft sleeve for short sleeves, as the key part of bridge connected to the back end frame, some heavy trucks commonly used in the actual production of arc welding welding way the sleeves on the longitudinal beam welding, welding more occur on the rear axle housing welding spatter and weld spatter exist directly led to the subsequent assembly when bearing wear serious, therefore after completion of welding need inside the shaft sleeve to clean welding slag, which directly lead to the production efficiency is low, cannot satisfy the production rhythm, so solve the shaft sleeve welding spatter is particularly important, this article mainly provides the ideas and methods for the spatter problem in the welding sleeve.

collar; parameter optimization; welding splash way transformation

U462.1

A

1671-7988 (2017)16-158-02

10.16638 /j.cnki.1671-7988.2017.16.055

曹玲利，就职于陕西重型汽车有限公司。