硅鋼片與不銹鋼焊接過程中焊接氣孔產生的原因及解決措施

陳方遒,韓　芮,鄧　欣（南車株洲電機有限公司,湖南　株洲　412000）

硅鋼片與不銹鋼焊接過程中焊接氣孔產生的原因及解決措施

陳方遒,韓芮,鄧欣
（南車株洲電機有限公司,湖南株洲412000）

分析硅鋼片與不銹鋼焊接過程中焊接氣孔產生的原因，并研究解決方案。結果表明：硅鋼片與不銹鋼焊接過程中焊接氣孔產生的主要原因是硅鋼片涂層中的有機物分解產生氣孔。采用鎢極氬弧焊可有效減少焊接過程中氣孔產生的傾向。

硅鋼片;不銹鋼;焊條電弧焊;鎢極氬弧焊;氣孔;有機涂層

硅鋼片是一種含碳極低的硅鐵軟磁合金，一般含硅量為0.5～4.5%。最近在公司一個供電電抗器鐵心的工藝制造中，要求對硅鋼片與奧氏體不銹鋼進行焊接，在驗證中發現硅鋼片與不銹鋼在焊接過程中易產生焊接氣孔缺陷。軌道牽引產品是公司主營產品，硅鋼片為最常用的基本材料，所以研究硅鋼片與不銹鋼焊接過程中焊接氣孔產生的原因及解決方法，對保證公司產品質量和設計產品工藝有十分重要的意義。

1　試驗材料與方法

1.1試驗材料

硅鋼片選擇的是武鋼35WW360的硅鋼片，不銹鋼材料選擇的是1Cr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼。試件規格見表1。焊接過程中采用的是φ3.2的A 312不銹鋼焊條，A312是鈦鈣型藥皮的不銹鋼焊條。母材與焊條的化學成分見表2[1]。

表1　試件規格

表2　母材與焊條的化學成分（質量分數，%）

1.2試驗方法

硅鋼片與不銹鋼焊接試驗采用手工電弧焊焊接方法，接頭形式為角接接頭。焊接前對硅鋼片與不銹鋼焊接試板待焊處20mm表面清理干凈，進行機械打磨去除鐵銹、氧化皮等雜質。并用酒精進行擦洗，去除表面的有機雜質。焊條按照焊接工藝規范進行烘干。焊接過程中適當擺條利于熔池中氣體的溢出。

2　硅鋼片與不銹鋼焊接氣孔產生原因及解決方法

2.1硅鋼片與不銹鋼焊接過程中焊接氣孔產生原因

焊接后發現焊縫表面存在焊接氣孔缺陷，且多組試件均存在。

2.1.1潤滑劑的原因

跟蹤硅鋼片加工時發現在剪沖時有少量潤滑劑殘留在硅鋼片的表面，初步分析這些殘余物在焊接時受到加熱的作用外滲有產生焊接氣孔的傾向。

2.1.2硅鋼片涂層的原因

為滿足硅鋼片的耐蝕、絕緣等性能，硅鋼片的表面附有涂層，主要包括無機涂層、半無機涂層和有機涂層三大類，其中無機涂層具有最好的焊接性。公司產品供電電抗器鐵心所用硅鋼片是半無機涂層。這種半無機涂層的硅鋼片具有良好的剪沖加工性和防腐性。但是在焊接過程中樹脂的揮發可產生過多的氣孔[2]。

所以硅鋼片表面涂層中的樹脂焊接時分解是硅鋼片與不銹鋼焊接過程中焊接氣孔產生的主要原因。

2.2硅鋼片與不銹鋼焊接過程中焊接氣孔的解決方法

鎢極氬弧焊中鎢電極與母材間產生的電弧在惰性氣氛中極為穩定，氬氣同樣起到保護熔池的作用。焊接速度低，熔池存在的時間長，配合適當擺條可使產生的氣體有效溢出。所以選用鎢極氬弧焊進行焊接，焊絲為ER-309L。下圖為鎢極氬弧焊焊接硅鋼片與不銹鋼焊縫表面。結果表明采用鎢極氬弧焊可解決硅鋼片與不銹鋼焊接過程中產生焊接氣孔問題。

3　結論

（1）硅鋼片涂層中有機物焊接時產生大量氣體來不及溢出是硅鋼片與不銹鋼焊接過程中焊接氣孔產生的主要原因。硅鋼片剪沖后殘留在表面的少量有機潤滑劑也有產生焊接氣孔的傾向，建議剪沖后、疊片前清理干凈，并進行焊前預熱。

（2）選用鎢極氬弧焊焊接硅鋼片與不銹鋼可解決焊接氣孔的問題，小批量生產時可采用。

[1]丁啟湛,丁成鋼.不銹鋼的焊接[M].北京:機械工業出版社,2009．

[2]冷軋硅鋼片涂層 絕緣性 ,ht tp://wenku.baidu.com/ view/86a26a47a8956bec0975e364.html

[3]李亞江.焊接缺陷分析與對策[M].北京:化學工業出版社,2011．

陳方遒（1971—）,男，湖南長沙人，本科，助理工程師，研究方向：變壓器制造工藝。