单面焊双面成形质量差的原因及防止措施

实心焊单面成型的冲压产品质量受到了冲压设备、焊材工艺技术流程、操作方式控制技术水准的限制。责任编辑详尽的介绍了冲压控制器、冲压电阻、冲压速度、静电电阻、冲压楼层、铜焊目麦、铜焊直径约等工艺技术因素对实心焊单面成型控制技术冲压产品质量的负面影响和导致的相关瑕疵。详尽的分析了实心焊单面成型控制技术冲压产品质量什罗克引起的一系列问题及导致产品质量差的其原因，提出了相应的避免举措，解决实心焊单面成型控制技术的瑕疵，使实心焊单面成型控制技术进一步完善，加以推广，并对实心焊单面成型工作台具有一定的指导意义。

冲压控制技术是两门重要的机械加工控制技术，尽管冲压控制技术发展很快，智能化程度也越来越高，但纯手工耐腐蚀仍占有不可代替的地位。尤其在小直径约罐子和管线的冲压方面，实心焊单面成型冲压控制技术的作用更显突出。优质的实心焊单面成型冲压的沟槽表层应细密过渡阶段至助焊剂，表层不得有裂缝、未charged、夹渣、导管、焊瘤、咬边等瑕疵，沟槽内部同样不允许有瑕疵。但冲压过程中由于设备、材料、工艺技术及操作方式等其原因，使得形成的沟槽达不到产品质量明确要求，从而对内部结构的工作产品质量和寿命产生严重的负面影响

1. 实心焊单面成型控制技术的概念

实心焊单面成型控制技术是采用普通铜焊，在不需要任何远距举措条件下，只是坡口表皮在展开装配功能定位焊时，应按冲压的相同操作方式表现手法腾出相同的间歇，在坡口的反面展开冲压，就会在口部的正、背两边都能得到光滑规整、成型良好，符合产品质量明确要求的沟槽。这种方法主要适用于钢材交会接点、圆柱形交会接点和骑座式管板接点。是燃煤、建筑施工钳工应熟练的操作方式技能。

2.实心焊单面成型常见的冲压瑕疵

2.1 体积上的瑕疵

包括冲压内部结构的体积数值和沟槽花纹欠佳等。沟槽外貌崎岖不平和波浪陈旧，沟槽长度不光滑、太宽或太窄，沟槽余高过低或过高，角沟槽焊脚体积不等都属于沟槽体积及花纹不符合规定。这些瑕疵不仅使沟槽成型无所谓，而且容易导致应力集中,负面影响沟槽与助焊剂的结合气压。

2.2 内部结构上的瑕疵

包括导管、夹渣、非金属夹杂物、charged不良、未焊透、咬边、裂缝、表层瑕疵等。这些瑕疵是冲压过程中最容易出现的瑕疵。这些瑕疵减弱了沟槽的有效面积，降低了冲压接点的力学性能，而且易导致应力集中，引起裂缝，导致内部结构破坏，使冲压内部结构无法承受正常工作载荷。

2.3 性质上的瑕疵

包括力学性能和化学性质等不满足焊件的使用明确要求的瑕疵。力学性能指的是抗拉气压、

屈服点、伸长率、硬度、冲击吸收功、塑性、疲劳气压、弯曲角度等。化学性质指的是化学成分和耐腐蚀性等。这些瑕疵使沟槽内部结构无法达到设计明确要求的力学性能和化学性能。

3.实心焊单面成型产品质量差引起的问题

3.1 增加消耗，降低内部结构的产品质量和寿命

冲压生产中，优质的冲压产品质量可以满足设计明确要求，保证内部结构的正常寿命。 而一旦出现严重的冲压瑕疵，就会增加钢材、焊材、电力及人力的消耗等。 否则，这些瑕疵在使用过程中会引起严重的应力集中，降低内部结构的寿命。

3.2 冲压瑕疵会给内部结构的安全生产带来威胁，引起安全事故

实心焊单面成型冲压主要用于燃煤及建筑施工等重要构件的冲压生产中，一旦有严重缺

陷，产品质量不合格，焊件的焊补非常困难，而且在生产过程中受各种交变载荷及压力的作用，使沟槽的瑕疵产生应力集中，加之沟槽的有效使用面积减小，减弱了冲压接点的气压。轻则使产品的寿命受到负面影响，重则导致沟槽断裂，产品破坏，酿成严重的事故。

4.实心焊单面成型冲压产品质量差的其原因分析

4.1 冲压控制器自身因素引起的冲压产品质量差

冲压控制器是冲压工艺技术执行过程中最重要的因素。若冲压控制器自身性能不好，必然不会产生良好的焊件。当焊机的引弧性能差，静电燃烧不稳定，就不能保证工艺技术参数稳定，冲压过程就无法正常展开，冲压产品质量就得不到保证。

用交流控制器冲压时，静电稳定性差。采用直流控制器冲压时，静电稳定、柔顺、飞溅少，但静电磁偏吹较交流严重。低氢型铜焊稳弧性差，通常必须采用直流弧焊控制器。用小电阻冲压薄板时，也常用直流弧焊控制器，因为引弧比较容易，静电比较稳定。低氢型铜焊用直流控制器冲压时，一般用反接，因为反接的静电比正接稳定。冲压薄板时，冲压电阻小，静电不稳定，因此冲压薄板时，不论是用碱性铜焊还是用酸性铜焊，都选用直流反接。

4.2 工艺技术因素对实心焊单面成型冲压产品质量的负面影响

4.2.1 冲压电阻

冲压电阻大小选择恰当与否直接负面影响到冲压的最终产品质量。冲压电阻过大，可以提高生产率，并使熔透深度增加，但易出现咬边、焊穿、增加焊件变形和金属飞溅量，也会使冲压接点的组织由于过热而发生变化，并增大导管倾向。 尤其在立焊操作方式时熔池难以控制，易出现焊瘤，弧长增加，就会产生咬边。冲压电阻过小，使静电不稳，熔透深度减小，易出现未焊透、charged不良、夹渣、脱节等瑕疵。

冲压电阻应根据板件厚度、接点形式、冲压位置、冲压楼层、铜焊目麦、铜焊直径约和冲压经验等因素综合考虑。对于一定直径约的铜焊有一个合适的冲压电阻范围，可参考表1选择[3]。

表 1  冲压电阻和铜焊直径约的关系

铜焊直径约 1.6  2.0 2.5  3.2  4  5  6

冲压电阻/A 25～40 40～65 50～80 100～130 160～210 200～270 260～300

4.2.2 冲压速度

冲压速度是表征冲压生产效率的主要参数。合理选择冲压速度对保证冲压产品质量尤为重要。冲压速度应该光滑适当，既要保证焊透又要保证不焊穿，同时还要使沟槽长度和余高等符合设计明确要求。焊速过快，使熔池温度不够，易导致未焊透、未charged、沟槽成型不良等瑕疵。焊速过慢，使高温时间长，热负面影响区长度增加，冲压接点的晶粒变粗，机械性能降低，焊件的变形量增大，同时焊速过慢还会使每层的厚度增大，导致熔渣倒流，形成夹渣等瑕疵。

4.2.3 静电电阻

冲压过程中合理的控制静电长度是保证沟槽产品质量稳定的重要因素。铜焊耐腐蚀静电电阻主要由静电长度决定的。静电长度越大，静电电阻越高，静电长度越短，静电电阻越小。静电过长对熔化金属保护差，空气中的氧、氮等有害气体容易侵入，使沟槽易产生导管，冲压金属的机械性能降低。但弧长也不易过短，若弧长过短，就会引起粘条现象，且由于静电对溶池的表层压力过大，不利于溶池的搅拌，使溶池中气体及溶渣上浮受阻，从而引起导管、夹渣等瑕疵的产生。

4.2.4 冲压楼层选择不当

实心焊单面成型冲压楼层的选择对沟槽产品质量也有一定的负面影响。冲压楼层主要根据焊件厚度、铜焊直径约、坡口形式和装配间歇等来确定。可作如下近似估算：

n=δ/d 公式（1） 式中：n为冲压楼层；δ为焊件的厚度（mm）；d为铜焊的直径约（mm）

对于低碳钢和气压等级较低的低合金钢的多层焊时，每层厚度过大，对沟槽金属的塑性（主要表现在冷弯上）有不利的负面影响，且冲压过程中熔渣易倒流，产生夹渣和未charged等瑕疵。 但每层厚度也不易过小，以免导致沟槽两侧charged不良。

4.2.5 铜焊目麦及铜焊直径约的负面影响

沟槽金属的性能主要由铜焊和焊件金属相互熔化来决定。因此，铜焊目麦选择恰当与否是负面影响沟槽产品质量的重要因素。铜焊直径约的大小除了对生产率有一定的负面影响外，对冲压产品质量也有一定的负面影响。铜焊直径约一般根据焊件的厚度选择：同时还要考虑接点形式、施焊位置和冲压楼层，对于重要的内部结构还要考虑冲压热输入的明确要求。在一般情况下，铜焊直径约与焊件厚度之间的关系的参考数据，见表2。

表 2  铜焊直径约与工件厚度之间的关系

焊件厚度  2  3  4～5  6～12  ＞13

铜焊直径约  2  3.2  3.2～4  4～5  4～16

在板厚相同的条件下，平焊位置的冲压所选用的铜焊直径约比其他位置大一些，立焊，横焊和仰焊应选用较细的铜焊，一般不超过4.0mm。第一层焊道应选用小直径约铜焊冲压，以后各层可以根据焊件的厚度选用较大的铜焊。T形接点、搭接接点都选用较大直径约的铜焊。

4.3 操作方式因素

在冲压生产过程中，钳工的实心焊单面成型操作方式控制技术水准低，就意味着打底层的运条方法、铜焊角度、接点方法、中间层及盖面层的运条方法、接 头、收尾等操作方式方法掌握不熟练，这是导致沟槽产品质量差的重要其原因之一。 焊前对工件上的油、锈、水分清理不严格，铜焊未经烘干处理或烘烤温度不够而投入使用，会促使沟槽产生大量的导管，从而使冲压缝产品质量达不到明确要求。

5.避免实心焊单面成型冲压产生冲压瑕疵的举措

5.1 作好焊前准备

焊前应对焊机展开试焊，确认焊机的引弧性能和稳定性能好，工艺技术参数的调节方便、灵活、方可使用。工件应开Y形的坡口，钝边的体积一般选在0.5～1.0mm之间，坡口边缘20mm以内处用磨光机打磨，并将表层的铁锈、油污等清除干净，露出金属光泽。燃煤建筑施工及重要内部结构的冲压一律采用碱性铜焊，打底层冲压应选择直径约3.2mm的铜焊，中间层和盖面层可选用4mm的铜焊，并对铜焊展开400℃烘干，保温2～4h。使用时需要将铜焊放在保温筒内，随用随取。铜焊在炉外停留时间不得超过4h，且反复烘干次数不能多于三次，药皮开裂和偏心度超标的铜焊不得使用。

5.2 冲压操作方式

5.2.1 选择合适的工艺技术参数

铜焊耐腐蚀的工艺技术参数通常包括：铜焊直径约、冲压电阻、静电电阻、冲压速度、控制器种类和极性、冲压楼层等。冲压工艺技术参数选择的正确与否直接负面影响沟槽花纹、体积、冲压产品质量和生产率。因此选择合适的冲压工艺技术参数是冲压生产中不可忽视的一个重要问题。

冲压电阻应根据板件厚度、冲压位置、冲压楼层、铜焊目麦、铜焊直径约和冲压经验展开选择，保证所选择的电阻不易导致沟槽咬边、烧穿、夹渣、未焊透等瑕疵。冲压过程中应尽量选择使用短弧冲压，立焊、仰焊时比平焊更短些，以利于熔滴过渡阶段，避免熔化金属下滴，碱性铜焊冲压时应比酸性铜焊弧长短些，以利于静电的稳定，以避免咬边、未焊透、导管等瑕疵的产生。 焊速应合适，不宜过慢，以每层厚度不大于4-5mm为宜，以避免高温停留增长，负面影响沟槽的机械性能，但焊速也不宜过快，以免导致未溶合、未焊透等瑕疵[5]。冲压速度直接负面影响生产率，所以应该在保证沟槽产品质量的基础上采用较大的铜焊直径约和冲压电阻，同时根据具体情况适当加快冲压速度，以提高冲压生产率。对重要构件要采取焊前先预热、焊后缓冷等举措，以避免冷裂缝的产生。

冲压参数对热负面影响区的大小和性能有很大的负面影响。采用小的冲压参数，如降低冲压电阻，增大冲压速度等，都可以减小热负面影响区的体积。采用小的冲压参数也可避免过热组织生成和晶粒细化。

5.2.2 钳工控制技术水准

冲压生产中，钳工对实心焊单面成型操作方式控制技术掌握的水平和控制技术经验，往往决定了沟槽的产品质量。因此，加强钳工实心焊单面成型操作方式技能的训练及各种实心焊单面成型的冲压参数的掌握是保证沟槽产品质量的关键。

结  论

实心焊单面成型冲压控制技术在现代纯手工耐腐蚀冲压领域仍占有不可代替的作用。尤其在小直径约罐子和管线的冲压方面，实心焊单面成型冲压控制技术的作用更显突出。优质的实心焊单面成型冲压产品质量可以满足设计明确要求，保证正常的寿命。而一旦出现严重的冲压瑕疵，就会负面影响产品的寿命，甚至给安全生产带来威胁，引起安全事故。为了避免这些瑕疵的产生，对实心焊单面成型控制技术展开更深一步探索。通过对导致产品质量差其原因的分析，逐步改善和提高实心焊单面成型的冲压产品质量。实心焊单面成型的冲压产品质量受到了冲压设备、焊材工艺技术流程、操作方式控制技术水准的限制。通过对这些限制的深入研究，找出导致产品质量差的其原因，提出了相应的避免举措，解决实心焊单面成型控制技术的瑕疵，使实心焊单面成型控制技术进一步完善，加以推广，并对实心焊单面成型的工作台起到一定的指导意义。