一、前言
随着铁路货车的更新换代，70吨级车型已经成为运输的主打车型，尤其P70棚车已经成为我公司主要生产车型。
目前，班产的产量大、任务重，工艺装备老化，人员不断更新交替，特别是刚刚从技校毕业的学生，实践经验比较少，面对实际操作过程中出现的问题，不知道怎样下手。然而在这种情况下，货车质量越来越高，这就要求我们在现有的生产条件下，不断提高P70棚车的焊接质量。
货车分厂所用的焊接方法为熔化极活性气体保护焊，是采用在惰性气体氩气中加入少量的氧化性气体二氧化碳而形成的混合气体作为保护气的一种熔化极气体保护焊方法，简称MAG焊 。由于混合气体中，氩气所占比例大，又常称为富氩气体保护焊。
影响P70棚车的突出的质量问题有两个，一是，端墙机械手焊接出现的“竹节”问题；二是，底架连接角钢与下侧梁断续焊缝，出现的缩孔裂纹问题。
二、焊缝“竹节”问题描述及改善方案
端墙端板与端柱的焊缝为连续的长直焊缝，机械手焊接，不仅能保证焊缝美观，而且避免很多内部缺陷。然而，由于固定点焊的存在（端墙组装固定时，用混合气体保护焊固定点焊端板与端柱），使得机械手在焊接时，焊缝出现类似“竹节”的余高凸起，不仅外观上不美观，而且影响焊缝的疲劳强度，易在余高焊缝的焊趾形成裂纹源，造成焊缝整体开裂，给行车安全造成重大隐患。
1、端板组对（组装、定位焊）现状：
（1）人员:铆工：1人；焊工：2人。
（2）设备：2台唐山松下KRⅡ-500型气体保护电焊机
（3）焊材：型号：H08MnSiCuCrNi；直径：Φ1.2mm。
（4）焊接工艺参数（实测）：焊接电流I=260～300A；焊接电压U=26～28V
（5）定位焊状况（实测）：焊脚尺寸： 4×4mm～5×5mm；焊缝长度：10～40mm；焊缝间隔200～250mm。
（6）质量：较差，严重影响机械手焊接。
2、为解决机械手焊接“竹节”问题，端墙组对焊接时，将焊丝直径1.2mm调整到1.0mm，焊接时，更容易保证焊脚的大小，焊缝表面成型美观，定位焊焊缝强度高，能起到机械手焊接定位焊处圆滑过渡，“竹节”问题不明显，进一步提高端墙的焊接质量。由此产生的变化如下：
（1）选用唐山松下KR-350型数字电焊机，将电焊机控制面板上的焊丝直径选择Φ1.0mm。
（2）将导电嘴换成Φ1.0mm焊丝可通过的导电嘴。
（3）选用Φ1.0mm的送丝轮。
3、更换后，质量显著改善，竹节状况大大降低，趋于不明显。通过现场实际跟踪、调查，改进与优化焊接材料、参数，使其达到预期的目的，内容如下：
（1）焊丝牌号：H08MnSiCuCrNi，直径1.0mm。
（2）保护气体：80%Ar+20%CO2。
（3）焊接电流：I=280～300A，焊接电压U=27～28V。
（4）定位焊要求：焊脚尺寸2×2mm,允许+1mm；焊缝长度20～30mm；焊缝间隔200～250mm。
（5）定位焊表面不得有未融合，焊偏、气孔等缺陷。
（6）定位焊后，认真清理表面飞溅、焊丝头等。
三、焊缝弧坑问题描述及改善方案
影响P70型棚车第二个焊接难点，连接角钢与下侧梁断续焊形成的弧坑。它是由于随着氩气在混合气体所占的比例越来越大，焊缝熔深逐渐变浅，产生弧坑的可能性也大大增加。
1、弧坑缩孔的形状大小及危害
在MAG焊中弧坑的形状一般有圆形、椭圆、齿形三种。
（1）圆形弧坑
其直径为1～2mm，最大一般不超过3mm，深度一般为2～3mm。由于圆形弧坑的内应力分布比较均匀，产生弧坑裂纹的机率相对较少。
（2）椭圆形弧坑
其直径为2～3mm，深度一般为2～3mm。由于椭圆形弧坑内应力分布不均，主要集中在椭圆形两端最扁处，因此，也常在此处产生纵向裂纹。
（3）齿形弧坑
其长度一般为2～3mm，有的长度3～4mm，深度一般为2～3mm。由于齿形弧坑的内应力分布极其不均匀，呈多方向裂纹向外延展，所以齿形弧坑的危害最为严重，产生延迟裂纹的机率也比较大。
2、MAG焊弧坑裂纹产生原因
在MAG焊中，弧坑裂纹产生的原因，一般有以下几个方面：
（1）混合气体中，氩气的比例越大，出现弧坑裂纹的机会越多。
（2）所使用的焊接规范越大，产生弧坑的现象就越严重，这是因为，规范参数大，送丝速度就大，就会产生突然断弧，熔池冷却速度就快，缩孔产生的就大。
（3）焊缝焊脚越大或焊缝宽度大，越容易产生缩孔裂纹。
3、MAG焊弧坑裂纹的方向
根据焊缝接头的形式的不同，其产生弧坑裂纹的方向也有所不同。
（1）T型接头包括搭接接头，一般弧坑裂纹的方向多为纵向的，也有少量是横向的。
（2）对接接头包括角接接头，一般弧坑裂纹的方向多为纵向的，也有少量是横向的，还有其他方向的。
因此，无论那种接头形式，其弧坑裂纹方向基本上都是纵向的。所以要更加警惕纵向裂纹对焊缝的危害。
4、MAG焊弧坑裂纹的危害
在MAG焊中，无论是那种接头形式，产生纵向弧坑是普遍存在的，而且，由于纵向裂纹的产生极易造成延迟裂纹，使整条焊缝失去作用，严重影响工件的使用寿命，甚至造成严重的质量事故，其潜在的危害是不言而喻的，因此弧坑裂纹现象在焊接中必须予以清除，把质量问题控制在萌芽状态。
5、MAG焊弧坑裂纹的工艺解决方法
制定科学、合理的焊接工艺对解决弧坑裂纹的问题至关重要。
（1）控制Ar气在混合气体中的含量，一般不大于80%。
（2）严格控制焊接规范，严禁使用大电流，高电压焊接碳钢及低合金钢，合适的焊接 电流为260-280A之间，配以适当的电弧电压。
（3）在满足工艺要求的前提下，焊脚尺寸不得大于工艺尺寸1mm。
（4）控制焊池冷却速度，焊接环境温度不得低于5度。母材较厚的，可采取适当的预 热措施。
（5）尽可能的提高焊接速度，减少焊接热输入。因为，弧坑大小与焊接参数有关，参 数愈大，产生弧坑的直径也愈大，因此，必须尽可能控制参数的大小。
6、MAG焊弧坑裂纹的有效解决方法
为了解决MAG焊中的弧坑裂纹，通过采取收弧的方法解决弧坑裂纹是最直接最有效的方法。
由于焊接的接头形式和空间位置及焊脚的大小不同而采取的收弧方法也有所不同，它是通过操作者在焊接过程中手法的变化而得以实现的。
一般在MAG焊中，收弧的方法有以下几种：
（1）反复断弧收弧法
即在焊接结束时，保持焊枪员位置不动，在弧坑处反复引弧，灭弧几次，直至将弧坑填满，每次持续时间2秒左右的收弧方法。
适用于：焊脚6×6及以上的角焊缝，或焊缝宽度8mm以上的对接焊缝。
（2）回焊法收弧法：
即在焊接结束时，保持焊枪角度不变，然后向相反的方向回焊10-20mm，再熄焊的收弧方法。
适用于：焊脚6×6及以下的角焊缝，或焊缝宽度8mm以下的对接焊缝。
（3）利用焊接设备上的收弧功能收弧
即将焊接电源面板控制按钮中收弧功能调至“有”然后，根据焊接电源调整收弧电流。一般收弧电流是焊接电流的二分之一。钩动焊枪开头然后松开使焊接正常进行。待焊接结束时，在弧坑处再次按下焊枪开关，即为收弧电流把弧坑填满。
适用于：长焊缝的弧坑收弧及大焊脚焊缝的收弧。
四、总结
经过两方面的焊接工艺改进，P70型棚车的焊接质量有很大程度上的提高（如下图），满足货车生产的商品化要求。
底架连接角钢与下侧梁断续焊缝，弧坑缩孔的前后对比照片
端墙机械手焊接出现的“竹节”前后对比照片
参 考 文 献
[1]杨春利、林三宝主编.电弧焊基础.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2003
《金属熔焊原理及工艺》 机械工业出版社 天津大学张文钺 1980年7月
《焊接技术》 国防工业出版社 焊接技术编写组 1975年6月
《CO2气体保护焊焊接技术 》 机械工业出版社 刘云龙 2009年2月