焊条产品质量稳定性评价案例探析

2023-06-30 理论教育版权反馈

【摘要】：图9-35 不锈钢焊条HC308样品的电弧电压、焊接电流波形图a）HC308-08 b）HC308-062.焊条产品稳定性评价判据表9-8中列示的电弧物理特性参数值反映了焊条产品的不稳定性，可以用电弧电压变异系数ν、焊接电流变异系数ν、短路电压概率变异系数ν[n]、平均短路频率变异系数ν作为焊条产品的稳定性的判据，评价钛型不锈钢焊条产品的稳定性，ν、ν、ν[n]、ν值越低，稳定性越好。

某厂生产某种不锈钢堆焊焊条已经多年，为了检查焊条的稳定性（或称为均匀性），从已经通过理化检验的、并达到优等品指标的多个批次的焊条产品中抽取样品，应用汉诺威分析仪进行分析测试。

测试样品焊条规格为φ4.0mm，长度350mm，对抽取的试样分四组，每组重复焊三次，共焊接12根焊条，测试样品编号HC308-01～HC308-12。采用Kaierda公司产ZXG-300型直流弧焊机，极性为直流反接，空载电压为65V，试验预置电流为120A，采用平板堆焊，试板为Q235钢板，尺寸为250mm×120mm×10mm，汉诺威分析仪测试采样时间10s。

1.测试结果及分析

图9-33和图9-34是测试所有12根焊条样品中选取的五根样品（样品编号为HC308-03、HC308-05、HC308-06、HC308-08、HC308-09）的电弧电压和焊接电流概率密度分布叠加图，可以看出两图中五条曲线重现性很差。在理论上说，同一产品在生产条件不变的情况下，焊条的品质基本上是一致的，反映出的电弧物理特性参数应该十分接近，但由图直观地看出五次试验的结果有显著的差别。

图9-33 HC308不锈钢焊条五根试验样品的电压概率密度分布叠加图

在本书第4章4.4节中提出以短路电压概率n（U_s）、平均短路频率f_sc作为判据评价不锈钢焊条的工艺性，这里为了比较不锈钢焊条的均匀性还引入了平均电弧电压和平均焊接电流的数据，因为名义电压的变化也是衡量钛型不锈钢焊条工艺水平的重要电弧物理特性参数，因此在测试不锈钢焊条均匀性时将平均电弧电压和平均焊接电流的数据一起引入十分必要。

测试的五根样品的电弧物理特性参数见表9-8。由表中的数据看出，五根焊条样品测试的平均电弧电压U、平均焊接电流I、短路电压概率n（U_s）、平均短路频率f_sc的数据相当分散，尤其是样品HC308-06和HC308-08之间的差距最大，平均电弧电压相差4.3V，短路电压概率n（U_s）分别为1.6523%和0.1390%，相差悬殊。由样品HC308-08和HC308-06的波形图可以看出，HC308-08焊条样品熔滴过渡形态基本上是渣壁过渡（图9-35a），而HC308-06焊条样品则为混合过渡（图9-35b）。

图9-34 HC308不锈钢焊条五根样品的电流概率密度分布叠加图

表9-8 HC308不锈钢堆焊焊条五根样品的电弧物理特性参数

注：分析仪设置：短路时间组宽ΔT₁=100μs，燃弧时间、加权燃弧时间、短路周期时间组宽ΔT₂、ΔT₃、ΔT_c=500μs，最小短路时间T_1min=2500μs，阈值电压U_th=10V。

在相同的焊接条件下，同一品种焊条的试验结果相差如此悬殊，这种结果只能说明焊条在品质上存在着严重的不稳定问题。这一结果为管理者提供了这样的信息：在生产环节中存在不稳定的因素，管理人员应从微观细节入手，检查并发现引起产品质量不稳定原因。经检查分析认为，不锈钢堆焊焊条混合粉由于合金含量较大，其执行的是与结构钢相同的搅拌规范，不能保证干粉和湿粉搅拌均匀，为此重新调整了沿用了多年的不锈钢堆焊焊条配料搅拌的规范，使产品不稳定的问题得到基本解决。

图9-35 不锈钢焊条HC308样品的电弧电压、焊接电流波形图

a）HC308-08 b）HC308-06

2.焊条产品稳定性评价判据

表9-8中列示的电弧物理特性参数值反映了焊条产品的不稳定性，可以用电弧电压变异系数ν（U）、焊接电流变异系数ν（I）、短路电压概率变异系数ν[n（U_s）]、平均短路频率变异系数ν（f_sc）作为焊条产品的稳定性的判据，评价钛型不锈钢焊条产品的稳定性，ν（U）、ν（I）、ν[n（U_s）]、ν（f_sc）值越低，稳定性越好。

焊条产品质量稳定性评价案例探析

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