φ12mmφ16mm焊丝的生产效率对比.docx
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φ12mmφ16mm焊丝的生产效率对比.docx
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φ12mmφ16mm焊丝的生产效率对比
φ1.2mm、φ1.6mm焊丝的生产效率对比
为节省中途更换焊丝时间,提高生产效率,公司采用桶装φ1.2mm焊丝焊接生产,现进行盘装φ1.2mm焊丝、盘装φ1.6mm焊丝、桶装φ1.2mm焊丝的焊接工艺性评定。
所使用的焊接设备,采用的焊接试验材料及规范全都以现场生产为基础依据,通过模拟试验,再取样制做宏观金相,观察其融合情况;之后进行拉伸,弯曲等一系列机械性能试验,评定焊接接头的力学性能是否满足要求。
1、试验设施
1.1实验设备:
KRⅡ500型弧焊电源,HK-100焊接行走小车。
1.2实验材料:
试板材料Q295B,焊丝材料宜昌猴王(MK·ER50-6)φ1.2、φ1.6盘装焊丝,保护气体:
80%Ar+20%CO2混合气。
2、预设试验
对φ1.2、φ1.6盘装焊丝分别做以下三组试验:
2.1焊缝熔深与小车行走速度之间的关系
设定好焊接电流及匹配电压(φ1.6焊丝试验前段试板电流设为360A,后段试板电流设为400A;φ1.2焊丝前段试板电流设为320A,后段试板电流设为280A;),改变行走速度,进行五组无坡口T型接头对比试验,记录相应焊角大小并做宏观金相观察熔深变化。
2.2T型接头试验:
焊接接头形式如下:
试板开45°坡口,焊角高度为12mm,先用测试试板调节焊接参数,再使用调解好的焊接规范在试板上施焊,重复两次试验。
2.3平板对接试验:
焊接接头形式如下:
试板开30°坡口,要求选用适当的焊接规范,施焊后焊缝成形良好,余高在2mm以内。
先用测试试板调节参数,再使用调解好的焊接规范在试板上施焊,重复两次试验。
3、φ1.6盘装焊丝焊接行走小车模拟试验
3.1φ1.6盘装焊丝无坡口T型接头熔深对比试验
做无坡口焊接T型接头,其他试验条件不变,调整小车行走速度,做五组对比试验制作宏观金相试样,观察焊缝熔深。
接头形式:
试板材料:
Q295B,试板尺寸δ15mm,130mmX400mm,
焊接方法:
GMAW,气流量:
20L/min
焊接参数:
行走参数
cm/min
前段
后段
电流(A)
电压(V)
焊角(mm)
电流(A)
电压(V)
焊角(mm)
75
360
30
10
400
31
11
焊缝宏观金相:
图2-1:
φ1.6-75宏观金相
(2)焊接参数:
行走参数
Cm/min
前段
后段
电流(A)
电压(V)
焊角(mm)
电流(A)
电压(V)
焊角(mm)
65
360
28
12
400
29
12
焊缝宏观金相:
图2-2:
φ1.6-65宏观金相
(3)焊接参数:
行走参数
Cm/min
前段
后段
电流(A)
电压(V)
焊角(mm)
电流(A)
电压(V)
焊角(mm)
55
360
30
11
400
30
13
焊缝宏观金相:
图2-3:
φ1.6-55宏观金相
(4)焊接参数:
行走参数
Cm/min
前段
后段
电流(A)
电压(V)
焊角(mm)
电流(A)
电压(V)
焊角(mm)
45
360
30
15
400
30
16
焊缝宏观金相:
图2-4:
φ1.6-45宏观金相
(5)焊接参数:
行走参数
Cm/min
前段
后段
电流(A)
电压(V)
焊角(mm)
电流(A)
电压(V)
焊角(mm)
35
360
30
15
400
31
18
焊缝宏观金相:
图2-5:
φ1.6-45宏观金相
结论:
从以上金相图中可以看出:
对φ1.6焊丝,当电流从360A增加到400A,熔深显著增加,焊缝变得细而长;当焊接速度降低时,熔深逐渐由细长向圆润过渡,且焊缝成形逐渐良好。
3.2φ1.6盘装焊丝T型接头试验
评定试验编号:
GJKPQR2011-15
接头形式:
试板材料:
Q295B,试板尺寸δ15mm,200mmX400mm,
焊接方法:
GMAW,气流量:
20L/min,焊角尺寸:
12mm。
测试参数:
焊道层数
行走方式
行走参数(cm/min)
电流(A)
电压(V)
备注
No.1
直线L
75
360
29
No.2
直线L
55
400
30
试验参数:
焊道层数
行走方式
行走参数(cm/min)
电流(A)
电压(V)
备注
No.1
直线L
85
360
29
No.2
直线L
55
400
31
焊缝外观照片:
图2-6:
GJKPQR2011-15角接焊缝
3.3φ1.6盘装焊丝平板对接试验
焊接接头形式如下:
试板材料:
Q295B,试板尺寸δ15mm,200mmX400mm,
焊接方法:
GMAW,气流量:
20L/min
(1)评定试验编号:
GJKPQR2011-16
测试参数:
焊道层数
行走方式
行走参数(cm/min)
电流(A)
电压(V)
备注
No.1
直线L
95
360
31
No.2
直线L
75
360
31
No.3
直线L
75
360
31
85
360
31
试验一参数:
焊道层数
行走方式
行走参数(cm/min)
电流(A)
电压(V)
备注
No.1
直线L
95
360
31
No.2
直线L
85
360
31
No.3
直线L
85
360
32
试验二参数:
焊道层数
行走方式
行走参数(cm/min)
电流(A)
电压(V)
备注
No.1
直线L
95
360
31
No.2
直线L
85
360
31
No.3
直线L
85
360
32
焊缝外观照片:
图2-7:
GJKPQR2011-16对接焊缝
(2)评定试验编号:
GJKPQR2011-17
测试参数:
焊道层数
行走方式
行走参数(cm/min)
电流(A)
电压(V)
备注
No.1
直线L
145
360
32
No.2
直线L
145
420
34
No.3
直线L
145
440
34
115
450
34
试验一参数:
焊道层数
行走方式
行走参数(cm/min)
电流(A)
电压(V)
备注
No.1
直线L
145
360
32
No.2
直线L
145
420
34
No.3
直线L
105
450
34
试验二参数:
焊道层数
行走方式
行走参数(cm/min)
电流(A)
电压(V)
备注
No.1
直线L
145
360
31
No.2
直线L
145
420
34
No.3
直线L
105
450
34
图2-8:
GJKPQR2011-17角接焊缝
采用φ1.6焊丝在焊接时不需要摆枪,便可以成形出所要求的焊缝要求,可以采用较大规范,焊接速度快,且熔深角大,生产效率较高,但焊接热影响区大,热变形严重。
4φ1.2盘装焊丝
4.1φ1.2盘装焊丝无坡口T型接头熔深对比试验
接头形式:
焊接方法:
GMAW,气流量:
20L/min
试板材料:
Q295B,试板尺寸δ15mm,130mmX400mm,
焊接参数:
行走参数
Cm/min
前段
后段
电流(A)
电压(V)
焊角(mm)
电流(A)
电压(V)
焊角(mm)
75
320
34
12
280
32
10
焊缝宏观金相:
图2-9:
φ1.2-75宏观金相
(2)焊接参数:
行走参数
Cm/min
前段
后段
电流(A)
电压(V)
焊角(mm)
电流(A)
电压(V)
焊角(mm)
85
320
34
11
280
32
9
焊缝宏观金相:
图2-10:
φ1.2-85宏观金相
(3)焊接参数:
行走参数
Cm/min
前段
后段
电流(A)
电压(V)
焊角(mm)
电流(A)
电压(V)
焊角(mm)
95
320
35
10
280
32
8
焊缝宏观金相:
图2-11:
φ1.2-95宏观金相
(4)焊接参数:
行走参数
Cm/min
前段
后段
电流(A)
电压(V)
焊角(mm)
电流(A)
电压(V)
焊角(mm)
65
320
32
13
280
32
11
焊缝宏观金相:
图2-12:
φ1.2-65宏观金相
(5)焊接参数:
行走参数
Cm/min
前段
后段
电流(A)
电压(V)
焊角(mm)
电流(A)
电压(V)
焊角(mm)
55
320
34
13
280
32
12
焊缝宏观金相:
图2-13:
φ1.2-55宏观金相
结论:
从以上金相图中可以看出:
对φ1.2焊丝,当电流从280A增加到320A,熔深显著增加,焊缝变得细而长。
同φ1.6焊丝相比较相近条件下焊缝熔深浅,热影响区小,焊角尺寸较小,要满足大焊角尺寸要求,需要采用多层多道焊的焊接方法。
4.2φ1.2盘装焊丝T型接头试验
评定试验编号:
GJKPQR2011-18
接头形式:
焊角尺寸:
12mm。
焊接方法:
GMAW,气流量:
20L/min
试板材料:
Q295B,试板尺寸δ15mm,200mmX400mm,
测试参数:
焊道层数
行走方式
行走参数(cm/min)
电流(A)
电压(V)
备注
No.1
直线L
75
260
29
No.2
摆动M
175
300
31
摆角3.5°
摆动速度95cm/min
tL=0.75s
tR=0.75s
试验一参数:
焊道层数
行走方式
行走参数(cm/min)
电流(A)
电压(V)
备注
No.1
直线L
75
260
29
No.2
摆动M
195
280
30
摆角3°
摆动速度95cm/min
tL=0.7s
tR=0.7s
试验二参数:
焊道层数
行走方式
行走参数(cm/min)
电流(A)
电压(V)
备注
No.1
直线L
75
260
29
No.2
摆动M
195
280
30
摆角3°
摆动速度95cm/min
tL=0.7s
tR=0.7s
焊缝外观照片:
图2-14:
GJKPQR2011-18角接焊缝
4.3φ1.2盘装焊丝平板对接试验
评定试验编号:
GJKPQR2011-19
焊接接头形式如下:
试板材料Q295B,试板尺寸δ15mm,200mmX400mm,
焊接方法:
GMAW,气流量:
20L/min
测试参数:
焊道层数
行走方式
行走参数(cm/min)
电流(A)
电压(V)
备注
No.1
直线L
115
260
29
No.2
直线L
95
280
30
No.3
摆动M
195
320
32
摆角3°
摆动速度95cm/min
tL=0.7s
tR=0.7s
试验一参数:
焊道层数
行走方式
行走参数(cm/min)
电流(A)
电压(V)
备注
No.1
直线L
115
260
29
No.2
直线L
95
300
32
No.3
摆动M
195
300
32
摆角3°
摆动速度95cm/min
tL=0.45s
tR=0.45s
试验二、三参数:
焊道层数
行走方式
行走参数(cm/min)
电流(A)
电压(V)
备注
No.1
直线L
115
260
29
No.2
直线L
95
280
30
No.3
摆动M
195
280
31
摆角3°
摆动速度95cm/min
tL=0.45s
tR=0.45s
焊缝外观照片:
图2-15:
GJKPQR2011-19对接焊缝
结论:
纵观上述数据资料,φ1.6焊丝与φ1.2焊丝对比,φ1.2焊丝摆枪盖面就能够满足设定的焊接要求。
虽然采用φ1.6焊丝可以采用较大的焊接规范,焊接速度快,但是产生的焊接热影响较大;采用φ1.2焊丝在较小的焊接规范下就能够满足所设定的焊接要求。
进一步力学性能的对比评定需要通过拉伸、弯曲等力学性能试验做比较,以下附表一和附表二为焊接生产率对比试验的记录数据和时间对比。
附表一:
ø1.6mm焊丝焊接生产效率对比数据
焊丝直径
工艺评定编号
试板编号
焊道
小车行走参数
电流(A)
电压(V)
焊缝长度(mm)
焊接速度(cm/min)
焊接时间(min)
ø1.6mm
GJKPQR2011-15
试板一
No.1
直线-85
360
29
400
24.7
1.6194
3.9183
No.2
直线-55
400
31
400
17.4
2.2989
GJKPQR2011-16
试板一
No.1
直线-95
360
31
400
27.8
1.4388
4.6777
No.2
直线-85
360
31
400
24.7
1.6194
No.3
直线-85
360
32
400
24.7
1.6194
试板二
No.1
直线-95
360
31
400
27.8
1.4388
4.6777
No.2
直线-85
360
31
400
24.7
1.6194
No.3
直线-85
360
32
400
24.7
1.6194
GJKPQR2011-17
试板一
No.1
直线-145
360
32
400
44.8
0.8929
3.0678
No.2
直线-145
420
34
400
44.8
0.8929
No.3
直线-105
450
34
400
31.2
1.2821
试板二
No.1
直线-145
360
31
400
44.8
0.8929
3.0678
No.2
直线-145
420
34
400
44.8
0.8929
No.3
直线-105
450
34
400
31.2
1.2821
附表二:
ø1.2mm焊丝焊接生产效率对比数据
焊丝直径
工艺评定编号
试板编号
焊道
小车行走参数
电流(A)
电压(V)
焊缝长度(mm)
焊接速度(cm/min)
焊接时间(min)
ø1.2mm
GJKPQR2011-18
试板一
No.1
直线-75
260
29
400
21.9
1.8265
4.6816
No.2
摆动-195t=0.7
280
30
400
14.01
2.8551
试板二
No.1
直线-75
260
29
400
21.9
1.8265
4.6816
No.2
摆动-195t=0.7
280
30
400
14.01
2.8551
GJKPQR2011-19
试板一
No.1
直线-115
260
29
400
33.8
1.1834
4.7187
No.2
直线-95
300
32
400
27.8
1.4388
No.3
摆动-195t=0.45
300
32
400
19.08
2.0964
试板二
No.1
直线-115
260
29
400
33.8
1.1834
4.7187
No.2
直线-95
280
30
400
27.8
1.4388
No.3
摆动-195t=0.45
280
30
400
19.08
2.0964
试板三
No.1
直线-115
260
29
400
33.8
1.1834
4.7187
No.2
直线-95
280
30
400
27.8
1.4388
No.3
摆动-195t=0.45
280
30
400
19.08
2.0964
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