B型不锈钢地铁车体电阻焊的质检方法研究.doc

1、B 型不锈钢地铁车体电阻焊的质检方法研究摘 要为填补公司空白天津北车轨道装备有限公司开始自主研发B 型不锈钢地铁项目，与铝合金和碳钢车体不同，此不锈钢地铁的焊接方法大部分采用电阻焊方法。电阻焊具有不需要焊丝、焊条等填充金属，以及氧、乙炔、氩等焊接材料、焊接成本低、 操作简单、生产效率高易于实现机械化和自动化等优点。 关键词不锈钢地铁；电阻焊； 中图分类号：U270.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）34-0210-01 1、发展前景 电阻焊是一种焊接质量稳定，生产效率高，易于实现机械化、自动化的焊接方法，因此，自 19 世纪末问世以来得到了迅速发展，广泛地用于航空、航

2、天、汽车车辆、轻工家电等行业。特别是近年来，随着汽车工业等现代化大批量生产企业的不断增加，电阻焊方法在整个焊接领域中的比例也在增加，而且其应用领域也在不断扩大。 2、电阻焊工作原理 电阻焊是将被焊工件压紧于两电极之间，并通以电流，利用电流流经工件接触面及临近区域产生的电阻热将其加热到熔化或塑性状态，使之形成金属结合的一种方法。 2.1 优点： 1） 熔核形成时，始终被塑性环包围，熔化金属与空气隔绝，冶金过程简单。 2） 加热时间短、热量集中，故热影响区小，变形与应力也小，通常在焊后不必安排校正和热处理工序。 3） 不需要焊丝、焊条等填充金属，以及氧、乙炔、氩等焊接材料，焊接成本低。 4） 操作

3、简单，易于实现机械化和自动化，改善了劳动条件。 5） 生产效率高，且无噪声及有害气体，在大批量生产中，可以和其他制造工序一起编到组装线上。但闪光对焊因有火花喷溅，需要隔离。2.2 缺点： 1） 目前还缺乏可靠的无损检测方法，焊接质量只能靠工艺试样和工件的破坏性试验来检查以及靠各种监控技术来保证。 2） 点、缝焊的搭接接头不仅增加了构件的重量，且因在两板间熔核周围形成夹角，致使接头的抗拉强度和疲劳强度均较低。 3） 设备功率大，机械化、自动化程度较高，使设备成本较高、维修较困难，并且常用的大功率单相交流焊机不利于电网的正常运行。 2.3 电阻焊处理方法 电阻焊过程的物理本质，是利用焊接区金属本身

4、的电阻热和大量塑性变形能量，使两个分离表面的金属原子之间接近到晶格距离，形成金属键，在结合面上产生足够量的共同晶粒而得到焊点、焊缝或对接接头。因此，适当的热-机械（力）作用是获得电阻焊优质接头的基本条件。 2.4 点焊（21，RP） 点焊是将焊件搭接并压紧在两个柱状电极之间，然后接通电流，焊件间接触面的电阻热使该点熔化形成熔核，同时熔核周围的金属也被加热产生塑性变形，形成一个塑性环，以防止周围气体对熔核的侵入和熔化金属的流失。断电后，在压力下凝固结晶，形成一个组织致密的焊点，由于焊接时的分流现象，两个焊点之间应有一定的距离。如图二所示： 点焊接头采用搭接形式。主要适用于焊接厚度 4mm 以下的

5、薄板结构和钢筋构件，还可焊接不锈钢、钛合金和铝镁合金等，目前广泛应用于汽车、飞机等制造业。 2.5 缝焊（22，RR） 缝焊过程与点焊相似，只是用盘状滚动电极代替了柱状电极。焊接时，转动的盘状电极压紧并带动焊件向前移动，配合断续通电，形成连续重叠的焊点，所以，其焊缝具有良好的密封性。 缝焊的分流现象比点焊严重， 因此，在焊接同样厚度的焊件时，焊接电流为点焊的 1.52 倍。 缝焊主要适用于焊接厚度 3mm 以下、要求密封性的容器和管道等 3、焊点试验基本要求 3.1 外观检验指用目视方法检查焊点的可见质量特点。 3.1.1 评定规则 1）焊接区内或邻近焊接区的表面不允许有裂纹。 2）表面不允许

6、附有牢固的飞溅物或电极粘结物。 3）焊点表面不允许有直径超过 1.5mm 的凹坑。 4）电极压痕过深（超过板厚的 25%） 5）不允许烧穿。 3.2 平滑度检验 根据焊缝质量等级，检查指定有平滑度要求侧的焊接处表面压痕是否满足要求。焊接处的压痕用百分表测量压痕的大致中心与直径点处板表面的高度差。 3.3 渗透检测 渗透检测方法（按 EN571-1 执行） 1）施加渗透剂：采用刷、喷等方法涂覆渗透液，时间 560min，一般应大于 10min，在整个渗透过程中，渗透剂应保持润湿状态。 2）中间清洗：用不掉毛的布或纸喷上清洗剂，沿一个方向擦拭，禁止直接冲洗。 3）干燥：自然挥发干燥。 4）显象：采

7、用喷的方法，显像时间一般为 1030min。 5）观察：在显像的同时即应进行观察，必要时可用放大镜、手电筒辅助观察。 6）后处理：观察评定记录后，用布、纸，也可用水冲洗清除被检测表面。 评定规则：1）不得有表面裂纹。2）不得有气孔、均布气孔和密集气孔。 3.4 射线检测 射线检测方法 射线检测方法按 ISO17636 执行。 评定规则：1）在熔核中心部位允许有裂纹（最大为熔核直径的一半）。2）在熔核中心部位的一半允许有气孔，固体金属夹杂。 3.5 断面试验 断面试验方法：断面试验是垂直于焊核中心切开，用目视检查焊核的形状、直径、熔深率以及内部缺欠等。 3.5.1 焊核熔透率判定 熔透率是指对应

8、不同的板厚熔深的比例，如图 4 所示。焊核直径的80%范围要达到 20%以上，而最大容身必须在 90%以下。 3.5.2 焊核内部缺陷判定 焊核内的气孔等缺欠的总长度必须小于焊核直径的 25%。另外这些缺欠缺欠相对焊核任意直径，从周边算不得在 15%的范围内。 3.6 拉伸剪切试验评定 拉伸剪切试验方法按 ISO14273 执行。 3.6.1 评定规则 拉伸剪切试验载荷的最小值，应大于表 2 所规定的值。但板厚不同时或 3 块以上板搭接焊时，以承担载荷板中的薄板为准。当试验片的板厚不在表 2 中时，以最接近的板厚的厚板为准。 3.7 剥离及凿剥离、扭转试验 剥离及凿剥离试验方法按 ISO104

9、47 执行 评定规则 1）测定的焊核直径应在表 1 以上。 2）焊缝失效类型根据 ISO10447 判定。 扭转试验方法按 ISO17653 执行。 评定规则： 1）测定的焊核直径应在表 1 的值以上。 2）焊缝失效类型根据 ISO17653 判定。 4 总结 电阻焊熔核形成时，始终被塑性环包围，熔化金属与空气隔绝，冶金过程简单。 加热时间短、热量集中，故热影响区小，变形与应力也小，通常在焊后不必安排校正和热处理工序。 不需要焊丝、焊条等填充金属，以及氧、乙炔、氩等焊接材料，焊接成本低。 操作简单，易于实现机械化和自动化，改善了劳动条件。 生产效率高，且无噪声及有害气体，在大批量生产中，可以和其他制造工序一起编到组装线上。电阻焊在车体上的应用会越来越广泛，天津 B 型地铁电阻焊的应用会整体拓宽公司车体制造技术水平，增强企业核心竞争力，但电阻焊的发展还有很长的道路。 参考文献 1 长春轨道客车股份有限公司.QCC66-005-2007 2 国际焊接工程师（IWE）培训教程.2006-2007 3 方洪渊，焊接结构学J.机械工业出版社，2008.4 作者简介 马霄锋，男，工程师，从事轨道车辆制造工艺技术工作。 梁玉姣，女，助理工程师，主要从事铝合金侧墙工艺技术工作。 刘伟洁，女，高级工程师，主要从事轨道车辆制造技术研究工作。