模具刀口及成形模块的两种补焊方法

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　　摘要：江淮汽车集团股份有限公司商用车制造公司的轻卡、底盘车架纵梁主要采用模具化落料、冲孔、成型，模块在成型及落料过程中受冲载力的作用有时会出现落料刀口及成形模块崩裂现象，导致纵梁表面出现拉痕现象，严重的会造成生产停滞。为了提升产品质量及满足生产，要对崩裂部分进行补焊，因高碳钢焊接时如果操作不当也会出现崩裂。因此，如何修复高炭钢的模具刀口及成形模块崩裂对保证生产、降低成本、提高产品质量有着十分重要的意义。
　　关键词：模具刀口；补焊方法；局部加热；常温补焊
　　Abstract：JAC group Limited by Share Ltd Commercile vehicle manufacturing company Light truck chassis frame.The main use of the mold，material punching molding.In the blankingprocess，the module sometimes thecutting edge of the cutting knife broken.In order to improve the product quality and meet the production，to repair welding of crack part，because of the high carbon steel welding.If improper operation will appear crack，therefore，mould，and forming module crack how to repair of high carbon steel to a very important significance to improve the quality of products.
　　Keywords：Die edge Repair welding method Local heating Repair welding room temperature
　　引言
　　本文以落料刀口、成型模崩裂為例，通过分析高碳钢补焊的特点，提出三种补焊方法，通过崩裂处大小不同采用的焊接方法不同，顺利完成崩裂处的补焊，在汽车制造过程中，车架是整车最主要的承载部件，其中纵梁可以说是整车的脊梁，其制造水平及质量直接影响着整车的性能。江汽公司以其四十多年的造车积淀，以底盘发展壮大的奋斗史足以显示其在底盘制造上的优势。其中其商用车车架纵梁的制造工艺也在国内汽车行业有独到之处。
　　一、纵梁的加工工艺介绍
　　平板料剪切条料——（表面处理）——平板冲孔+落料——模具成形该加工工艺工艺流程相对复杂，效率较低，特别是纵梁的落料需配备专用的大型纵梁压力机和落料模具，大型模具的制造调试周期较长。但其适用面广，理论上可以用于加工各种形式的纵梁（只需开发相应的模具）。我公司客车底盘、结合产品特点及工装、设备情况，在现阶段采用组合式模块模具落料成形及剪板机下料，有时因下料模块长时间使用会出现刀口及成形模块崩裂现象。下表为刀口及模块崩裂分析表。
　　综上所述：落料刀口及成形模块崩裂主要是料应力分布不均匀及加工方法所导致的，但在现有的条件下短时间内是无法改变的，只有通过事后补救措施来满足生产需求。作为JAC的一名员工，有幸从事电焊工作十九年，在此就工作中学习的一些知识浅谈一下自己对模具刀口及成形模块的两种堆焊方法的认识，与大家一起分享。
　　二、模具刀口及成形模用料介绍
　　模具刀口属于合金工具钢中的合金模具钢，模具钢主要用来制造各种金属成形及落料用的模具。“按其工作条件不同，可分为冷作模具钢和热作模具钢〔1〕”。我们用的基本上都是冷作模具钢，工作中要承受很大的压力、弯曲力、冲击载荷和摩擦。所以要求力作模具钢具有高的硬度和耐磨性、一定的韧性和抗疲劳性，大型模具还要求有良好的淬透性。大型模具一般采用Cr12、Cr12MoV等高炭高铬钢制造，但是此类钢由于拉应力、淬硬倾向、氢的作用和焊接应力的影响，补焊时容易产生裂纹。为了不影响补焊质量，经多年的经验于操作，总结出以下两种补焊方法。
　　三、补焊方法
　　1.加热法，分为整体加热和局部加热
　　1.1整体加热 是指母材全部加热，放置加热箱内6-8小时，温度350-450°C，使母材中的氢加速逸出，可以减少热影响区的温度差别，在较宽的范围内得到比较均匀的温度分布，有助于减小因温度差别而造成的焊接应力。此方法适合于大缺口长约50-100mm，深约10mm左右的缺口，焊接时要注意：
　　a.打磨缺口至金属光亮，去油污及杂质。
　　b.采用断续焊，保存层间温度，
　　c.采用D322焊条，直径为3.2，为减少焊条中氢的含量，焊前焊条加温到300°C左右，并放保温桶内保温，采用手工电弧焊焊接电流90-110A。
　　d.每焊完一道焊缝后，立即用圆头锤快速锤击焊缝，一是清除焊渣，二是加速氢的扩散。
　　1.2 局部加热法
　　如T10A、T12，是采用氧气、乙炔、红外线等对其缺口加热的方法，加热温度在350-450°C之间，直观看上去母材有一点发蓝为止。此方法因受加热的局限性只能加热到母材深度的10mm左右，无法消除其他部分的应力，所以它只适用于（中等缺口）长约20-30mm，深为5mm左右的缺口，焊接时要注意：
　　a.焊前要清理缺口油污、裂纹要彻底清除、打磨至光亮。
　　b.采用断续焊，保存层间温度，
　　c.采用D322焊条，直径为3.2，为减少焊条中氢的含量，焊前焊条加温到300°C左右，并放保温桶内保温，采用手工电弧焊焊接电流80-100A。
　　d.每焊完一道焊缝后，立即用圆头锤快速锤击焊缝，一是清除焊渣，二是加速氢的扩散。
　　2.常温补焊法
　　此方法在焊接过程中不需要加热，因此可以大大加速补焊生产率，降低补焊成本，改善劳动条件，减少焊件因预热时受热不均匀而产生变形和焊件面的氧化，当遇到缺口小缺口为30mm、深为5mm左右时，用加热法浪费时间，影响生产，此时可在常为下进行补焊，补焊时注意以下几点。
　　a、焊前要彻底清除油污，裂纹清除干净，加工的缺口要现状要便于补焊及减少焊件的熔化量，
　　b、采用小直径、小电流焊接，以便减小内应力和热影响区的宽度，
　　C、采用点焊法，每焊一点都要停留一下，及时清渣和冷却后在焊第二点，
　　D、采用分段倒退焊，这样可以大大降低拉应力，对防裂有好处，
　　E、敲击散热法，用圆头锤敲击焊缝及热影响区，使焊缝区域的氢加速扩散，以抵消焊缝的一部分收缩量，减少焊接应力的作用。
　　结论
　　以上的两种补焊方法是工作中积累的经验现与大家分享，目的是让大家在工作中更高效的完成任务。总之，无论是加热焊，还是常温焊，焊后都必须对其进行保温处理。对整体加热的模具，可放入保温想内保温2-4小时左右，随箱内温度冷却而冷却。“常温补焊可采用干棉纱、石棉布等材料保温，以达到焊后冷却的目的，可降低热影响区的脆性，提高塑性，并使焊缝中的氢加速向外扩散，使应力分布趋于平缓，起到部分消出应力的作用，从而减少和消除焊接裂纹〔2〕”。
　　参考文献
　　[1]陈明深 .《金属材料与热处理》：第二版〔M〕.北京：中国劳动出版社，1992.11
　　[2]郑应国.《焊工工艺学》：第二版〔M〕.北京：中国劳动出版社，1993.3
　　（作者单位：安徽江淮汽车集团股份有限公司）
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