各种因素影响背面自由成型的变化关系
装配间隙大小,是决定焊接自由成型的主要关系之一,如果间隙过小,成型焊缝无法突出,而根部出现焊不透现象,间隙过大,增加了焊缝的张力,而且无法成型产生严重焊瘤或焊穿。
由于成型焊缝是靠根部熔化后同时成型,如根部钝边过大,使无法击穿即不能产生成型焊缝,所以考虑坡口不留钝边,坡口按角度直接割斜,便于击穿根部。
焊后变形较大
5083铝合金线膨胀系数约为碳钢和低合金钢的2倍,焊后焊缝凝固时的体积收缩率较大,焊件的变形和应力较大。5083铝合金单面焊双面成形焊接工艺由于装配间隙较大,焊缝金属填充量较多,焊后焊缝正面收缩量较大,造成较大的变形。
焊接操作难度较大
5083铝合金对光、热的反射能力较强,固液态转变时没有明显的色泽变化,焊接过程熔池不易被观察,而且在采用MIG焊焊接5083铝合金时焊接速度较采用CO2焊焊接碳钢速度快很多,这给焊工焊接带来很大难度。
焊接设备及工艺参数
本文所使用的焊接设备及工艺参数见表 1。其中层打底焊缝的厚度控制在 2-3mm,此外由于母材是高强钢,焊接时
必须进行适当预热,预热温度 75-100℃,预热后清除焊缝周围 25mm 范围内产生的积碳。
焊接顺序
手工打底焊接在链式翻转机上进行焊接,通过链式翻转机将伸臂筒体调整至水平或者船型位置再进行焊接,焊接时由中间
向两端进行焊接,避免筒体焊接后产生扭曲变形及菱形等问题。
自动化机械手焊接
手工打底后在环焊缝焊接工作站进行填充及盖面焊接,填充及盖面焊接时要进行层间清理及保温,保证层间温度,同时不
同层道焊缝起收弧位置错开 20-30mm,避免搭接重叠处在同一位置。
(1)采用陶瓷衬垫能够很好的实现单面焊双面成型,满足焊缝全熔透的要求;
(2)利用陶瓷衬垫焊接工艺能够解决盖板对接焊缝背面焊缝清根问题;
(3)MAG 焊手工打底焊接 + 自动化机械手填充焊接能够大幅度提升生产效率和焊缝质量可靠性,
经统计焊接生产效率能够提升 60-80%;
(4)通过该工艺在伸臂筒体盖板环形对接焊缝中的应用介绍,对工程机械行业相类似结构件的生产制造具有借鉴意义。