秦皇島煙草機(jī)械有限責(zé)任公司 （河北 066318） 苑文靜

烘絲機(jī)是煙草制絲線中的關(guān)鍵設(shè)備，其功能是對葉絲進(jìn)行干燥處理，改善和提高葉絲的感官質(zhì)量，提高葉絲填充能力和耐加工性，以滿足卷煙工藝要求。葉子板是滾筒管板式烘絲機(jī)內(nèi)外筒的重要部件之一，每臺烘絲機(jī)含葉子板48件，其作用是在半圓管內(nèi)通入蒸汽，對煙絲進(jìn)行烘炒。葉子板由底板和兩根半圓管組焊而成，由于其長度較長且多為焊接結(jié)構(gòu)，故制作時往往將焊縫焊穿，需后期打磨補(bǔ)焊及清理補(bǔ)焊，合格率不高。

1.分析與改進(jìn)

（1）葉子板的組成 葉子板由底板和兩根半圓管組焊而成，如圖1所示。工件長5851mm，寬221mm，兩根半圓管有四條5783mm長的焊縫，焊接量大。

圖1 葉子板結(jié)構(gòu)

烘絲機(jī)葉子板傳統(tǒng)制作方式如表1所示。由表1可知，葉子板傳統(tǒng)制作流程需經(jīng)過13個工序，在傳統(tǒng)制作過程中發(fā)現(xiàn)，葉子板直縫埋弧焊接時（見第8工序），在半圓管的許多部位有焊穿現(xiàn)象，而最后兩個工序?yàn)檠a(bǔ)充工序，其目的是為制作不合格（焊穿）葉子板進(jìn)行修整。往往在第8道工序焊穿幾率非常大，通常為90%以上。如此高的焊穿幾率，為后期的修整以及產(chǎn)品質(zhì)量造成很大影響。

（2）原因分析 通過對葉子板整個制作流程的分析，認(rèn)為以下幾個問題可能是造成焊接缺陷的根源：①焊接方法不適宜。②鉚工組對方式不當(dāng)。③焊工未執(zhí)行相關(guān)焊接工藝規(guī)程。

表1 烘絲機(jī)葉子板傳統(tǒng)制作方式

通過現(xiàn)場檢測及多個批次葉子板生產(chǎn)統(tǒng)計認(rèn)為：鉚工組對方式及焊工未執(zhí)行相關(guān)焊接工藝規(guī)程并非是造成焊接缺陷的要因，而焊接方法不適宜才是要因。碳鋼葉子板組對后，其半圓管端面與底板相對傾斜，為線接觸（見圖2），焊接時可承載的熱量相對較小。這樣當(dāng)焊絲調(diào)整不及時而偏向管壁較薄的半圓管時，電弧熱量會集中于半圓管邊緣和組對間隙處，致使半圓管被切割開，發(fā)生焊穿缺陷。由此可見，因其結(jié)構(gòu)原因，在焊工不易觀察焊絲位置而調(diào)整不及時，就會導(dǎo)致焊穿缺陷，因此埋弧焊不適宜焊接碳鋼葉子板。

圖2 葉子板結(jié)構(gòu)示意

2.焊接方法改進(jìn)及選擇

（1）焊接方法的選擇 針對已確定的主要原因，制定了相應(yīng)的對策措施（見表2）。

為選擇適當(dāng)?shù)暮附臃椒ǎ凑毡?中制定的對策進(jìn)行具體實(shí)施。為找到適宜的焊接方法，首先把我公司生產(chǎn)中常用的四種焊接方法進(jìn)行了對比，如表3所示。

以上四種焊接方法各有其工藝特點(diǎn)及適用范圍，但在要因確認(rèn)中我們知道，由于碳鋼葉子板的結(jié)構(gòu)原因，需要及時調(diào)整焊絲位置，埋弧焊方法因焊劑的覆蓋影響觀察和焊絲的調(diào)整，不宜采用；而其他三種方法均為明弧焊接，便于觀察和調(diào)整。但焊條電弧焊方法受焊工技能影響，質(zhì)量不易保證，且生產(chǎn)效率與埋弧焊比相對較低；鎢極氬弧焊雖然焊接質(zhì)量相對較好，但生產(chǎn)效率比焊條電弧焊還要低，不利于控制焊接用時；CO2氣體保護(hù)焊焊接質(zhì)量好，且我公司有CO2半自動氣體保護(hù)焊設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械化焊接，生產(chǎn)效率相對較高。因此，我們初步確定選擇CO2半自動氣體保護(hù)焊。

表2 對策表

表3 四種常用焊接方法的性能對比

表4 CO2半自動焊焊接試板力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果

（2）焊接方法、焊絲適應(yīng)性驗(yàn)證及焊接參數(shù)的確定 通過試驗(yàn)對焊接方法、焊絲適應(yīng)性進(jìn)行了檢驗(yàn)：即先加工兩塊尺寸為400mm×150mm、厚度為6mm、與底板同批號的20g板材試板；然后根據(jù)試板規(guī)格，按照相關(guān)資料推薦的焊接電流220A，電弧電壓24V，焊接速度40cm/min的焊接參數(shù)對試板進(jìn)行了焊接。焊接完畢按照國標(biāo)要求對試板進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)，結(jié)果如表4所示。

由試驗(yàn)結(jié)果可見，CO2半自動焊方法及焊絲（E501T－1）完全能夠滿足葉子板材料的力學(xué)性能要求。

鑒于我公司目前對葉子板的焊接尚未采用過CO2半自動焊方法，沒有成熟的焊接參數(shù)可借鑒，必須通過試驗(yàn)來確定較為合理的參數(shù)，方可保證CO2半自動焊方法的有效實(shí)施。具體實(shí)施如下：

第一，通過查找資料，并結(jié)合生產(chǎn)中的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，初步設(shè)定葉子板的三組焊接參數(shù)（見表5）。

表5 初設(shè)葉子板焊接參數(shù)

第二，用初設(shè)的三組參數(shù)各焊一段長為2m的葉子板，然后對其3項(xiàng)主要質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn)，結(jié)果如表6所示。

表6 焊接參數(shù)試驗(yàn)檢查

由表6可知，采用第二組參數(shù)焊接，焊縫熔深符合要求，焊角高度適宜。因此，采用CO2半自動焊方法焊接葉子板時，應(yīng)選擇第二組參數(shù)。

3.結(jié)果與討論

為檢驗(yàn)CO2半自動焊方法能否把產(chǎn)生焊穿缺陷的工件控制在10%以內(nèi)，全面驗(yàn)證此方法的適用性，并考慮到葉子板焊后可修復(fù)、CO2半自動焊焊接過程穩(wěn)定的實(shí)際情況，我們決定采用確定的焊接參數(shù)焊接20件葉子板，焊接完畢對其焊接質(zhì)量指進(jìn)行了檢查，結(jié)果如表7所示。

表7 葉子板焊接質(zhì)量檢查

檢驗(yàn)結(jié)果表明，采用以上的方法施焊，葉子板的質(zhì)量達(dá)到檢驗(yàn)規(guī)范的要求，且經(jīng)檢驗(yàn)的20件葉子板無一發(fā)生焊穿缺陷，這表明CO2半自動焊的焊接方法合理、適用。

4.結(jié)語

通過改變焊接方法、合理選擇焊絲，使在焊接過程中實(shí)現(xiàn)了對熔池的氣渣聯(lián)合保護(hù)，降低了材料對銹蝕的敏感性，大大減少了因材料表面處理不徹底而導(dǎo)致焊接時產(chǎn)生的針孔，有效提升了焊接質(zhì)量，減少了后續(xù)修整時間，從而加快了設(shè)備制作進(jìn)度，提高了整機(jī)產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，節(jié)約了生產(chǎn)制作成本。 （20131123）