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摘要：介绍了由AH32制成、受高压筒体的消声器纵、环焊缝的焊接，采用单面焊双面成形技术和合理的焊接工艺，获得成功。
/ W; j/ M- v% ]+ [关键词：封闭式 消声器 AH32 纵、环焊缝 焊接工艺 5 `6 V+ H# d. p# ]
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前 言 % E% g* t, }& L: O
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某产品所用消声器，以降噪音为目的，设计采用封闭式结构，见图1。
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该结构由内、外两层筒体连接而成，均为封闭式的。内筒体由厚0.8mm的SUS304微孔板卷制成，长约1 300 mm，直径φ250 mm，若焊接工艺不合理，焊后筒体极易变形，且校正困难。外筒体采用厚12 mm的AH32船用钢板。设计要求整体必须进行4.9 MPa的水压试验。 ' {' r: E" q! k
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端盖与外壳体外径一致，内、外筒体间有隔板支撑，还有许多需焊接的微孔板，微孔板材料为厚2.0 mm的SUS304，隔板材料为厚10 mm的AH32，由于厚薄相差较大，因而隔板与内筒体间的角焊缝较难焊接，稍有不慎，将会烧穿内筒体及其它微孔板。 ; D- ?5 R; r* R! k0 ?5 M" i
; r' Q$ s) u; J针对以上问题，经焊接工艺试验，制定了合理的焊接工艺，经过检验各项性能指标均达到设计要求。 i- t6 i; m$ Z2 H8 ~! @3 C
% B+ ?% U; f2 r- a+ z$ l1 焊接材料分析 ( z1 p( h& B, Y3 W! ]- \( p; F
( a# {; p* a. t& {1.1 化学成分和力学性能 ) x0 S$ i2 Z. |. q/ ~( ]/ P/ P0 N" r
AH32和 SUS304的化学成分和力学性能见表1和表2。
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. a7 w ~9 F# p0 m1.2 焊接材料选用
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根据等强匹配的原则，AH32钢焊接时选用H08Mn2SiA焊丝和J507（E5015）焊条。AH32/SUS304异种钢焊接时，由于母材的稀释作用，根据舍夫勒组织图按熔合比估算，为获得纯奥氐体或奥氐体加少量一次铁素体组织的焊缝成份，选用H0Cr24Ni13焊丝。 4 a/ t3 J; N2 S1 r) U
- D) V1 a7 R% f1 v( l/ l2 焊接工艺评定 ' s U5 G% L! g0 ~* y# P! ~: G
. n0 b! ?6 i( J& g! ]" M外筒体间对接焊缝采用Y形坡口，α=60°，p=0.5"1 mm，b=1"2 mm，AH32/SUS304为角焊缝，K=2mm。由于筒体内部是封闭式的，不但要保证焊缝焊透（按GJBz20076-92进行超声波探伤），而且筒体内部不能掉进焊渣和熔敷金属（反面无法清根）。所以，采用单面焊双面成形技术进行打底焊，焊接工艺参数分别见表3、表4。
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施焊完毕后，按ASME标准，对对接接头进行力学性能试验，结果塑性断裂发生在母材上，σb为550 MPa，面弯和背弯没有发生开裂现象，评定为合格。角接接头的焊缝区和热影响区的横断面完全熔合，且无裂纹，评定为合格。 8 F' c; v* p$ o7 v
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3 焊接工艺及措施 & g3 c8 ?4 |0 @6 D! [( w% R( ?
+ W7 U! w( E: f/ f# J1 o3.1 端盖与套环焊接
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0 w: t! p9 ^1 H# a, F: e为了保证装配质量，采取先把端盖粗加工后（焊接面先加工好）与套环焊接，然后消除应力，再加工到零件所要求尺寸的方法，以保证套环外圆与端盖内孔同心度的要求。在与内筒体组装时，以端盖为基准，矫正与其相配的零件。这样，保证满足技术要求，内筒体在套环上滑动自如，见图2。 ( L3 g- i( [; b2 b3 F
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1 k5 X+ t, x9 G0 L% y3.2 内筒体焊接
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( I+ ]. x6 a+ l' v2 G- {- q+ A4 g内筒体焊接，采用脉冲氩弧焊，精确控制热输入和熔池尺寸，提高焊缝抗烧穿和熔池的保持能力，获得均匀的熔深。同时，以较低的热输入获得较大的熔深，减少焊接变形。由于内筒体壁薄，焊接易变形和烧穿，背面易氧化，特制了焊接工装，见图3。 : T( @2 n3 C# C$ G8 I, t
/ C: n) Z- S# j5 F L将焊接工装放在筒体纵焊缝的下面，筒体上面焊缝两侧用槽钢（或钢板）压住并夹紧，工装的凹槽内通氩气，防止焊缝背面氧化，焊后用木锤矫正。 $ o4 j* r) N. `# r
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3.3 微孔板与隔板焊接 & h* j1 C" P$ Y
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内筒体焊接完毕后与隔板、中间筒体装配，特别注意中间筒体的装配焊接顺序。按上述工艺评定参数焊接，焊接时注意控制焊枪角度，既要保证隔板有一定的熔深，又要保证内筒体不被烧穿。
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7 Y" s. v$ Z) \! d6 v3.4 组装工艺要点 5 A) I; Q8 R% N6 G5 G' E
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（1）将中间套环套入内筒体上，将隔板与内筒体装焊并焊固，两隔板间均匀搭四根工艺撑筋，中间套环焊接完毕后拆掉工艺肋，套入中间外筒体与隔板点固，这样起到加强肋作用。 5 ?- g' d4 h% |( D) V) _/ M
（2）将两端的中间套环逐次装焊并焊固，将已焊好并矫圆的两端外筒体套入，注意纵缝错开。 % N7 X- X2 F& S9 D0 O
（3）将两端盖套入装焊。焊接时先焊两端环焊缝，再焊中间筒体环焊缝，严格按工艺评定参数操作。 6 f5 n2 n1 N9 K* W" r
! I2 T: k# `! r6 f$ E4 结 论
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5 A8 J3 }4 P+ Q' Z* G: W（1）对于焊接难度较大的外筒体，采用单面焊双面成形技术和合理的焊接工艺参数，焊接质量稳定可靠且焊缝成形良好。
5 Y7 v# W, x: X8 y; w! n（2）对于焊接难度较大的内筒体，焊接工装可靠、焊接方法合理，筒体变形得到了控制，满足了设计要求。
% C* Y/ B3 U) |) b（3）焊后外筒体焊缝按国军标GJBz20076-92标准作超声波探伤，纵焊缝Ⅰ级合格、环焊缝Ⅱ级合格；产品做水压试验，压力为4.9MPa，检验合格。 |
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发表于 2006-12-2 14:34:12