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摘要：通过焊接试验、消除侧墙等长大型材自动焊时背部未焊透、焊缝塌陷等缺陷，减少焊接烧穿现象，优化焊接工艺，提高车体自动焊焊接质量和生产效率。对有相同结构的型材自动焊焊接，具有很好地借鉴意义。
关键词：焊接试验;未焊透;缺陷;质量;生产效率
1引言
铝合金型材是指铝合金材料经过塑性加工成形、具有一定断面形状和尺寸的实心直条，型材的品种规格繁多，用途广泛，在轧制生产中占有非常重要的地位，在航空航天，轨道交通行业应用广泛。
铝合金车体车顶、侧墙、地板等大部件在新结构验证时，存在自动焊焊后坡口背面成型槽出现未焊透、部分焊缝塌陷较大、焊接过程烧穿的问题，严重影响着动车组焊接质量提升和生产效率，针对此问题，进行自动焊工艺试验，优化焊接工艺。
2 现状分析
铝合金车体型材焊接结构较以往变化很大，以往的接头形式是对接接头背面带垫板，垫板与坡口根部的间隙要求为零，焊接要求焊缝要熔合到衬板上;铝合金车体垫板和坡口根部保留3mm间隙，对焊缝的要求是单面焊双面成型，如图1所示，对焊缝的组装间隙、焊接参数的选择要求更高。
新结构给生产带来了极大的麻烦，长大型材在自动焊接时，焊缝起弧焊接的300mm以内，出现焊缝背面未熔透的现象，焊接过程存在局部下陷，如图2所示，还有如图3所示的焊缝烧穿现象。
3 原因分析
对现场焊接操作过程进行调查發现，长大型材在焊接中采用的引收弧板上加工了和型材相同的坡口，在固定时引收弧板和焊道坡口根部平齐，焊枪的摆动方式是直线摆动，焊接方式是平焊。在下一工序不采用引收弧板，焊枪的摆动方式是直线加轻微的横向摆动，焊接方式是横焊。
经分析，缺陷产生原因总结如下：①热输入量问题，热输入量过小，导致焊缝端部300mm范围内产生焊缝未熔透。②焊缝组装间隙问题，加大焊接参数可改善未熔透现象，但焊缝中部或焊道根部间隙大于1mm时，焊缝表面塌陷较为严重，当坡口间隙为3mm时，产生烧穿现象。③焊枪摆动问题，自动焊焊接带间隙的横焊时，焊穿现象尤为严重。
4 优化方案
通过对长度为1m、5m和10m三种规格型材的自动焊焊接试验，总结出了较为理想的自动焊焊接工艺。
4.1 焊缝塌陷问题优化
使用两种焊接参数进行焊缝焊接，对于间隙为0-1mm的焊缝，采用较大的焊接参数，保证焊缝焊透且表面不能塌陷;对于间隙为1-2mm的焊接部位，调小焊接参数，避免产生焊缝表面下陷问题。通过三种规格型材的焊接试验，焊缝外观达到了焊接要求，如图4所示，并在此基础上制定了新的焊接工艺规程。
4.2 焊缝未焊透问题优化
通过将引弧板的坡口低于焊道2mm的措施，对该问题进行优化，如图5所示。
引弧板坡口的下降将焊道的根部暴露在焊接的电弧的加热范围内，电弧的热量可直接作用到焊道的背面，在背面起到预热作用，焊缝就比较容易实现单面焊接双面成型，只要焊接开始时焊缝背面成型良好，背面焊缝就对待焊部位继续起到预热作用，这样就实现了整条焊缝的单面焊接双面成型，焊缝端部内产生的未熔透现象也得到解决。
4.3 焊缝焊穿问题优化
现场调查发现焊枪的横向摆动是焊缝焊穿的主要原因，当焊缝根部间隙为0-0.5mm时，焊穿的现象不太明显，但当间隙增大到1-2mm时，产生烧穿的现象急剧增加，即使改变焊接参数也无济于事。这主要是型材的坡口侧板厚较小，间隙较大的情况下焊枪进行横向摆动，容易将型材板厚彻底熔化，形成缺口，且缺口形成后，焊枪没有向后摆动，而是直接向前运动，无法填充，导致焊穿形成，所以最终采用焊枪直线摆动的焊接方法。
焊枪直线摆动焊接，可保证型材板边不被熔透的情况下利用液态铝合金的表面张力作用，保持焊缝的完整性，从而达到避免焊穿现象产生。优化完成后同样制定了相关的焊接工艺规范，来保证不同焊缝间隙焊接情况。
5 总结
通过三种规格的长大型材的焊接试验，制定并优化了一套提高自动焊焊接质量的工艺措施。
经过焊接工艺的优化，现场铝合金车体制造过程中，自动焊焊接最大程度的避免了焊接缺陷的产生，保证了焊接质量，降低了操作者的劳动强度，也提高了整体生产效率，为轨道车辆车体的制造提供了有力保障。
参考文献
[1]郭继祥，李会，王海艳，董磊，张乙宙.薄壁中空长大型材自动焊工艺[J].焊接技术，2019，48（11）：55-57.
[2]姚肖洁，刘志森，尹德猛，范富军，周立金.铝合金厚板对接自动焊焊接工艺优化[J].焊接技术，2018，47（06）：45-47.
[3]于岩，陈晓霞，牛鑫成，王陆钊，李充.铝合金薄板型材自动焊焊接工艺研究[J].金属加工（冷加工），2016（S1）：855-858.
关键词：焊接试验;未焊透;缺陷;质量;生产效率
1引言
铝合金型材是指铝合金材料经过塑性加工成形、具有一定断面形状和尺寸的实心直条，型材的品种规格繁多，用途广泛，在轧制生产中占有非常重要的地位，在航空航天，轨道交通行业应用广泛。
铝合金车体车顶、侧墙、地板等大部件在新结构验证时，存在自动焊焊后坡口背面成型槽出现未焊透、部分焊缝塌陷较大、焊接过程烧穿的问题，严重影响着动车组焊接质量提升和生产效率，针对此问题，进行自动焊工艺试验，优化焊接工艺。
2 现状分析
铝合金车体型材焊接结构较以往变化很大，以往的接头形式是对接接头背面带垫板，垫板与坡口根部的间隙要求为零，焊接要求焊缝要熔合到衬板上;铝合金车体垫板和坡口根部保留3mm间隙，对焊缝的要求是单面焊双面成型，如图1所示，对焊缝的组装间隙、焊接参数的选择要求更高。
新结构给生产带来了极大的麻烦，长大型材在自动焊接时，焊缝起弧焊接的300mm以内，出现焊缝背面未熔透的现象，焊接过程存在局部下陷，如图2所示，还有如图3所示的焊缝烧穿现象。
3 原因分析
对现场焊接操作过程进行调查發现，长大型材在焊接中采用的引收弧板上加工了和型材相同的坡口，在固定时引收弧板和焊道坡口根部平齐，焊枪的摆动方式是直线摆动，焊接方式是平焊。在下一工序不采用引收弧板，焊枪的摆动方式是直线加轻微的横向摆动，焊接方式是横焊。
经分析，缺陷产生原因总结如下：①热输入量问题，热输入量过小，导致焊缝端部300mm范围内产生焊缝未熔透。②焊缝组装间隙问题，加大焊接参数可改善未熔透现象，但焊缝中部或焊道根部间隙大于1mm时，焊缝表面塌陷较为严重，当坡口间隙为3mm时，产生烧穿现象。③焊枪摆动问题，自动焊焊接带间隙的横焊时，焊穿现象尤为严重。
4 优化方案
通过对长度为1m、5m和10m三种规格型材的自动焊焊接试验，总结出了较为理想的自动焊焊接工艺。
4.1 焊缝塌陷问题优化
使用两种焊接参数进行焊缝焊接，对于间隙为0-1mm的焊缝，采用较大的焊接参数，保证焊缝焊透且表面不能塌陷;对于间隙为1-2mm的焊接部位，调小焊接参数，避免产生焊缝表面下陷问题。通过三种规格型材的焊接试验，焊缝外观达到了焊接要求，如图4所示，并在此基础上制定了新的焊接工艺规程。
4.2 焊缝未焊透问题优化
通过将引弧板的坡口低于焊道2mm的措施，对该问题进行优化，如图5所示。
引弧板坡口的下降将焊道的根部暴露在焊接的电弧的加热范围内，电弧的热量可直接作用到焊道的背面，在背面起到预热作用，焊缝就比较容易实现单面焊接双面成型，只要焊接开始时焊缝背面成型良好，背面焊缝就对待焊部位继续起到预热作用，这样就实现了整条焊缝的单面焊接双面成型，焊缝端部内产生的未熔透现象也得到解决。
4.3 焊缝焊穿问题优化
现场调查发现焊枪的横向摆动是焊缝焊穿的主要原因，当焊缝根部间隙为0-0.5mm时，焊穿的现象不太明显，但当间隙增大到1-2mm时，产生烧穿的现象急剧增加，即使改变焊接参数也无济于事。这主要是型材的坡口侧板厚较小，间隙较大的情况下焊枪进行横向摆动，容易将型材板厚彻底熔化，形成缺口，且缺口形成后，焊枪没有向后摆动，而是直接向前运动，无法填充，导致焊穿形成，所以最终采用焊枪直线摆动的焊接方法。
焊枪直线摆动焊接，可保证型材板边不被熔透的情况下利用液态铝合金的表面张力作用，保持焊缝的完整性，从而达到避免焊穿现象产生。优化完成后同样制定了相关的焊接工艺规范，来保证不同焊缝间隙焊接情况。
5 总结
通过三种规格的长大型材的焊接试验，制定并优化了一套提高自动焊焊接质量的工艺措施。
经过焊接工艺的优化，现场铝合金车体制造过程中，自动焊焊接最大程度的避免了焊接缺陷的产生，保证了焊接质量，降低了操作者的劳动强度，也提高了整体生产效率，为轨道车辆车体的制造提供了有力保障。
参考文献
[1]郭继祥，李会，王海艳，董磊，张乙宙.薄壁中空长大型材自动焊工艺[J].焊接技术，2019，48（11）：55-57.
[2]姚肖洁，刘志森，尹德猛，范富军，周立金.铝合金厚板对接自动焊焊接工艺优化[J].焊接技术，2018，47（06）：45-47.
[3]于岩，陈晓霞，牛鑫成，王陆钊，李充.铝合金薄板型材自动焊焊接工艺研究[J].金属加工（冷加工），2016（S1）：855-858.