钢桶焊接工艺研究

桶件厚度 （mm） 0.3 0.5 0.8 1.0 1.2 焊点直径 （mm） 2.5～3.5 3.0～4.0 3.5～4.5 4.0～5.0 5.0～6.0 缝焊焊缝宽度 （mm） 2.0～3.0 2.5～3.5 3.0～4.0 3.5～4.5 4.5～5.5 焊缝最小搭边尺寸 （mm） 6 8 10 11 12 点焊最小点距 （mm） 5 7 11 12 13 一般取焊点直径d= 2δ+3（δ为板厚），在板件搭边厚度允许的条件下，焊点直径尽量选大一些。焊点高度用焊透率A%表示，单板焊透率（符号可参看图3）：

图3

A%=[单板上熔化核心高度α/（单板板厚δ-压坑深度c）]×100%

单板焊透率可取为20%～80%之间，按焊件的材料、板厚、结构特点等决定。焊透率过大，熔化核心接近表面，桶件表面易过热。造成深压坑或大量飞溅，结果导致应力集中，使承载性能变坏。从核心条件考虑，焊透率越大，熔化金属量越大，凝固结晶时收缩量也增大，易出现缩孔；同时，因收缩内应力增大，易出现裂纹，故焊透率一般取40%较好，焊透率过小，强度也低。薄件点焊时，因散热强烈，焊透率选用较小，有的取IO%左右，而不同厚度件点焊时，薄件焊透率取10%～20%即可。 2．钢桶点焊的规范参数

点焊质量与焊机的性能、焊接工艺规范有很大关系。焊接工艺规范指组成焊接循环过程和决定点焊规范特点的参数，主要有焊接电流IW，焊接压力Fw，通电时间tw。电极工作端面几何形状与尺寸等。这些参数之间有着密切的关系，可以在相当大的范围内变化以便控制焊接质量。为了正确选用规范参数，应掌握个参数的特点、作用及相互关系；了解规范选择的方法。

最简单的办法，可以用核心直径做为依据，将已知的规范换算为新的条件下的规范参数。材料类似时，宜用近似方法计算焊点直径d变化后的主要规范参数，常按下列关系式计算：

式中do、Io、t、Fo——已知的规范参数； Dx、lx、tx、Fx——待定的规范参数。

表2为低碳钢板在点焊时按硬、中、软三种规范所推荐用的参数，可用来比较三种规范有关参数的差别，作为选用参数的参考。

表2 低碳钢钢桶点焊规范

板厚（mm） 最小d 电极 最大D 焊接时间（周） 电板压力（N） 最佳规范 焊接电流（kA） 核心直径（mm） 抗剪强度±14%（N） 焊接时间（周） 电极压力（N） 中等规范 焊接电流（kA） 核心直径（mm） 抗剪强度±17%（N） 焊接时间（周） 一般规范 电极压力（N） 0.5 4.8 10 6 1350 6.0 4.3 2400 11 900 5.0 4.0 2100 24 450 0.8 4.8 10 8 1900 7.8 5.3 4400 15 1250 6.5 4.8 4000 30 600 1.0 6.4 13 10 2250 8.8 5.8 6100 20 1500 7.2 5.4 5400 36 750 1.2 6.4 13 12 2700 9.8 6.2 7800 23 1750 7.7 5.8 6800 40 850 焊接电流（kA） 核心直径（mm） 抗剪强度±20% 4.0 3.6 1750 5.0 4.6 3550 5.6 5.3 5300 6.1 5.5 6500 备注 3．桶身点焊定位

一般容积在50L以上的钢桶，桶身缝焊前均要进行点焊定位，为了使桶身在缝隙时不产生歪斜，搭边不均等缺陷。

对于200L钢桶来说，一般应有两端及中问三个焊点，焊点直径为6mm。要求搭边均匀一致，不得有错，搭边尺寸一般为12±1 mm，焊点要牢固，但不允许有烧焦及烧穿等现象；对于200L以下的钢桶来说，焊点至少也要有两个方能定位。

一般要求桶身两边的焊点不要离边缘太近，防止影响其翻边及卷封的质量。 （二）钢桶缝焊工艺 1．钢桶缝焊的特点

常用缝焊焊缝均由一个个焊点组成。按核心熔化重叠度不同，可以分为滚点焊或气密缝焊。钢桶桶身的缝焊属于气密缝焊。组成I气密缝焊的各个焊点的形成过程与点焊一样。 2．桶身缝焊的一般要求

缝焊接头的形成本质上与点焊相同，因而影响焊接质量的诸因素也是类似的。 表3为低碳钢板的桶件缝焊时所用规范。

以焊接200L钢桶桶身为例，一般钢材为：08号优质炭素钢板、热轧板或A2、A3普通炭素钢冷轧板。材料厚度多为δ = 1.25mm。

采用FNl-150-5型缝焊机进行缝焊时，焊接速度为1.5～3m/min；焊接电流为14000～18000A;电极压力为2～3kg/cm2；焊缝宽度为5 .5+0.5 mm。

工艺要求为：焊缝两端应脱焊，但脱焊长度不得超过3 mm，也不允许出现拉长凸嘴，焊缝强度不得低于原材料的抗拉强度。焊缝要求平直，不得扁斜或脱出搭边，无开焊或裂边。焊缝外观要均匀，不得出现起泡、飞刺、烧黑或烧起皮现象。

四、钢桶材料点焊、缝焊的特点

钢桶的材料多为低碳钢。低碳钢因电阻率较高，要求焊机功率不很大；塑性温度区宽，易于获得应有塑性变形，不需要很高的电极压力；结晶温度区窄，高温塑性良好，线膨胀系数不很高，因而热裂纹倾向小；碳元素与微量元素低，无高熔点氧化物，一般不会出现淬火组织或夹杂物。因此，点焊、缝焊中不需要采用复杂工艺措施，焊接质量良好。但对冷轧低碳薄钢板，在用软规范点焊时，会因长时间加热使核心周围热影响区扩大，晶粒长大及软化区显，所以当接头强度要求较高时，不宜采用过长的脉冲时间加热。热轧低碳薄钢板表面有较厚的氧化皮，若清理不良时，易使电极与桶件表面粘连，在材料加热膨胀中，可能形成深压坑，焊后抬起电极时，可能因粘连而拔松电极头，使冷却水渗出，并严重影响焊件表面质量与电极寿命，故应认真清理氧化皮。冷轧钢板表面的防锈油在点焊中可以挤出焊接点之外，一般不影响焊接质量，可以不清理。但涂油过厚时也要拭净，以免因油内杂质进人焊接区而增加电极损耗。缝焊时应进行表面清理（磨边），否则会出现气孔、裂纹，影响焊缝气密性。 低碳钢薄桶件点焊、缝焊规范如表2和表3。

表3 低碳钢钢桶缝焊规范

板厚（mm） 最小b（mm） 焊轮宽度 标准b（mm） 最小B（mm） 最小（N） 电极压力 标准（N） 最小（mm） 最小搭边尺寸 标准（mm） 焊接时间（周） 高速缝焊 间隔副局级（周） 0.4 3.7 5.3 11 2000 2200 7.2 10.2 2 1 0.8 4.7 6.5 13 2500 3300 9.3 12.5 2 1 1.0 5.1 7.1 14 2800 4000 10 13.5 2 2 1.2 5.4 7.7 14 3000 4700 11 14.5 2 2