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1、概要 通过比较焊接电源的差异，用350A DT-CPVY焊接电源试验在不同焊接电压、电流、时间等各种工艺条件下，铸铁气缸与壳体焊接时，焊缝的熔深、熔宽、余高及裂缝长度关系。 目录1、绪言.32、裂缝产生的原因.33、试验方法的材料与方法.33.1方法.33.2材料.43.3焊接工艺参数选择.43.4量产验证43.4.1最终设定参数焊接性确认.53.4.2最终设定参数焊接工艺条件有效性验证.53.5焊接电流波形图比较. 53.6焊接输入热量比较.53.7焊缝化学成份及金相组织分析.63.8焊接电源比较.73.8.1焊接电源参数调整.73.9焊接缺陷的无损检测技术.84试验结果.85小结.96参考
2、文献.107附录：实验数据与照片.11 7.1焊接试验数据表.131. 绪言G系列新的压缩机焊接生产线投入使用后，因使用焊接电源型号变更，导致压缩机壳体三点焊接时，焊缝有潜在的缺陷，在做产品水压试验时，导致产品失效，不良率为2%，而目标值为5，而根据焊工经验改变焊接电压、电流等工艺条件已不能改善产品的焊接质量，须进行焊接试验确定焊接工艺条件。2. 裂缝产生的原因影响焊接质量因素有二大类：电弧过程稳定性是获得理想直接焊接质量的前提，与此相关的因素有：引弧稳定性，燃弧电流与电压、送丝速度、弧长、干伸长、熔滴过渡、飞溅、气体保护等。焊缝的力学性能，是焊接质量的主要内容，与此相关因素有：焊缝的对中、熔
3、宽、熔深余高、热影响区尺寸与组织等。比较分析焊接生产线所用二种型号焊接电源350A CAP与350A DT CPVY(新)，我们发现 在350A CAP、350A DT-CPVY 电源焊接时的电压(兰色)、电流(黄)波形图。从两图中可以明显看的差别，焊接时的电压电流面积图二要比图一大，尽管两者的焊接工艺参数相同，这说明焊接时两者输入热量发生了的变化，从而导致原焊缝冶金过程和应力平衡发生变化，裂纹发生机率增大。图一图二3试验的材料与方法3.1、方法 用日立350A DT CPVY焊接电源，在不同的焊接电流等参数下进行焊接，后切割开焊接断面、抛光，然后用DPT-8渗透抛光探伤剂组处理，测量每次裂纹
4、长度，在满足规定熔深、熔宽等焊接电流参数时的最小裂纹时的条件，为可能最佳参数选择。图三焊接技术规格要求图四 余高图三熔深0.9-1.9熔宽5.7-7.13.2、材料 表一 材 料化学成份 %力学性能CSiMnPSMPaG气缸FCE2003.452.950.790.120.12206焊丝CHW-50C60.080.951.520.0250.015420壳体 SPHEPO0.100.050.50.300.35270 3.3 、焊接工艺参数选择 表二 .焊 接收 弧电 源 参 数电压电流时间电压电流时间脉冲VPVbTP引弧球滴原始 参 数28V200A0.9秒26V180A0.5秒第一设定28V20
5、0A0.9秒26V180A0.5秒无4011.52.1516ms12200ms8v第二设定28V200A0.9秒28V190A0.5秒有3611.52.6520ms5v 200ms8v最终设定26V160A1秒20V280A1秒无3611.52.6520ms5v200ms8v3.4、量产验证表三通过100组试验得到第二设定参数时，测得裂纹长度最短，但在实际生产线量产验证未通过，试验265台，发生泄漏57台，不良率21.5%,原因是试验时是单点焊接，而实际生产中是三点同时焊接，而且在冷却时焊点要受到拘束应力影响，从表三中可以看出号位置的裂缝长度比其它二个位置要长，说明其发生泄漏的可能性较大。因此
6、试验因素(熔深、熔宽、裂纹) 时还要考虑焊缝的余高、焊接顺序，经再次试验得到最终设定参数试验1试验2试验3试验4N0裂纹左0.11.54.01.82.22.01.32.50.30.51.70.2裂纹右0.10.51.70.41.10.50.40.32.60.21.82.5贯通NG3.4.1、 最终设定参数焊接性确认 见表四单点焊接裂纹测定3个,3点同时焊接裂表四纹测定21个同时气缸变形量、熔深熔宽符合规格要求 试验最大裂缝最小裂缝贯通32.21.3无212.51.2无3.4.2、最终设定参数焊接工艺条件有效性验证(图六) 12月22日投入量产，每天平均6500只，高压检漏不良率由2%下降到2。
7、图六 3.5、焊接电流波形图比较 图六图七一 3.6、 焊接输入热量比较 E=UI/ (=1) 焊丝干伸长=17mm.G原焊接设定参数 焊接：200A/28V/0.9s 收弧：180A/26V/0.5s G最终设定焊接参数 焊接：160A/26V/1s 收弧：280A/20V/1s 表五项目焊接线能量KJ/cm收弧线能量KJ/cm输入总热量KJ送丝长度cm送丝速度cm/s焊接时间s第二设定0.3920.3277.3820114.30.9+0.5最终设定0.4160.569.76201101+1从表中可以看出最终设定参数的送丝速度慢，初始输入的热量小，但输入总的热量并没有减少3.7、焊缝化学成份
8、及金相组织分析(报告编号：2005-w-087)从表六中看焊缝的化学成份与熔敷金属成分相近,表六 CSiMnPS0.0210.630.980.0320.011 从焊接热影响区示意图十中看出，在焊接过程中，焊缝金属与焊接热源中心距离不同，其温度分布和组织也不同，母材铸铁中含C与S、P杂质高，这就增大了其焊接焊缝对冷却速度变化与冷、热裂纹发生的敏感性，力学性能特点是强度低，基本无塑性，这两方面特点，决定了灰铸铁焊接性不良,焊接焊缝易形成白口铸铁与高碳马氏体，焊缝易形成裂纹。图八金相分析说明在铸铁一侧半溶化区会产生共晶白口铸铁组织其显微硬度为HRc60左右,比母材灰铸铁HRc30高一倍，脆性也比灰铸
9、铁要大，而在半熔区钢的(图九)一侧出现过热粗晶区，实验表明焊接电流增加就是热输入增加母材上于半溶区出增大，在电弧快速冷却下，半溶区的白口加马氏体增多。 图八图九图十 铸铁焊接接头各区组织变化图 WC%L-液相-铁素体 -奥氏体C-碳G-石墨+C(+G)2.5%SiT/重结晶区奥氏体区+L+C+G+L+C(+L+G)L+C(L+G)过热区 L600400800+C(+G)0 3 3.5 4.5 5.0半溶化区焊 鏠 区距离120015003.8、焊接电源比较 电流波形控制方法原理如图十一，当电压加在电极两端金属焊丝熔化，通过短路过程，平稳而均匀渡地过到熔池，焊缝成形良好，飞溅很小。如焊丝加热熔化形成球滴球下发生短路短路电流迅速上升大电流产生电磁收缩力，使缩颈变细缩颈在电流很低的条件下断开，熔滴平稳地从焊丝端头过渡到熔池，避免了液态金属“小桥”爆断产生剧烈的飞溅熔滴断开，同时电极两端电压快速上升，重新点燃电弧，平稳地等待下一次短路，重复上述过程。日立图十一350A CAP是90年初生产变频脉冲焊接电源，采用是电流波形控制方法，350A D T- C PV Y电源是2003年生产的数字脉冲焊接电源，脉冲焊采用峰值电流和维持电流间断改变来达到在任意电流下得到射滴过渡，因此二者的控制方式不一样。
