提升不锈钢薄壁波纹板焊接质量的操作方法
一、问题描述
不锈钢波纹板焊接接头焊后外观质量差，波纹板拍头由材质为SUS301L、厚度为0.8mm 的奥氏体不锈钢薄板折叠挤压而成，搭接于材质为SUS301L、厚度为1.5mm 的奥氏体不锈钢薄板上。拍头处母材厚度不均匀，部分区域甚至有三层板叠加，且间隙过大，具体结构如图1所示。
在焊接薄板搭接结构时，常会因为不良的焊接方法导致焊接缺陷的产生，从而影响焊后产品的验收合格率。目前常用的焊接方法为左向焊法，因为左向焊法操作较为简单，操作者可以清楚地看到焊缝坡口位置。但采用左向焊法焊接时，会出现焊道较宽且波纹板被焊穿现象。同时，操作者不易观察到焊缝的焊后状态，导致当出现焊穿现象时不能及时停止并进行修复。
图1 不锈钢波纹板拍头结构示意图
在焊接过程中存在以下技术难题。
（1）波纹板为0.8mm 厚的薄板且焊缝较长，焊接难度大；在焊接过程中，如果间隙过大，上板容易被焊穿。
（2）焊缝接头形式复杂，厚度不均匀，在电流和电压不变的前提下，要连续完成单层板搭接、三层板搭接的交替结构焊接。
（3）对焊缝的质量要求高，焊后气密性试验通过率要达到100%。
二、解决措施
通过对数据进行统计分析可知，不良的焊缝形貌是导致气密试验不合格的最主要原因。使用左向焊法焊接时，电弧直接作用在液态熔池上，使得操作者不便于观察焊缝形貌，也就无法及时调整、修正焊接参数，导致整条焊缝成型不良。此时，可以改变焊接手法，采用右向焊法，使得电弧大部分作用在焊件上。这样，即使在相同的焊接条件下，即电流电压、焊接速度等完全相同，得到的焊缝熔深与宽度也不同，且可以通过观察焊缝形貌及时调整焊接速度、焊枪角度等，以此来保证整条焊缝的成型质量。图2 所示为左右向焊法的操作示意图，操作者右手持焊枪，由左至右进行焊接，焊枪与焊接方向呈锐角。
图2 左右向焊法示意图
车体波纹板拍头采用右向焊法进行焊接时，要注意以下操作要点。
（1）焊枪与焊接方向呈锐角（<90°），使用斜锯齿直线往复手法，图3 为操作手法示意图。
图3 操作手法示意图
（2）加大摆动幅度，电弧往回带时停留在刚形成的熔池边即可。
（3）增大摆动频率，电弧往回带时在三层板处稍作停留，保证三层板与底板熔合好。
（4）在焊接过程中，电弧不能过于集中，以防波纹板被焊穿。电弧尽量靠近下层板，熔池扩散到波纹板，即保证一定的焊道宽度后再向前焊接。
（5）焊接时注意观察形成的新熔池，若发现焊趾处波纹板有被焊穿现象，则将电弧迅速往回摆动，以形成新熔池填满熔孔，消除焊接缺陷。
三、实施效果
采用右向焊法焊接作业后，不锈钢波纹板的焊接质量得到了大幅度的提升，气密实验合格率显著提高，在保证了焊道宽度以及焊缝成型美观的前提下，减少了焊接缺陷和焊接变形量，使得验收合格率提升。改善前后的焊缝形貌见图4、图5。
图4 改善前的左向焊法焊缝形貌图
图5 改善后的右向焊法焊缝形貌图
采用右向焊法焊接不锈钢波纹板，操作者在焊接过程中可以观察到焊缝外观，发现有焊穿现象时可以及时进行修复，用此方法焊接的焊缝的焊道窄、熔深大、成型美观。本操作技巧已在生产现场大范围推广应用。
引 言 1
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