图3 MAG焊专机 图4 TIG焊专机

　　采用表2中焊接参数进行试验后，对得到的焊接试件进行如下对比分析：

　　（1）外观焊缝质量对比（图5、图6）

　　从外观上看，采用TIG焊生产的管接头明显优于MAG焊。TIG焊的焊缝波纹更细致、更规律，说明熔池前进及冷却的过程更稳定。MAG焊的焊缝中部有鼓包的现象，即焊缝余高过高，说明管件TIG焊专机从焊缝外观上更具优势。

　　图5 MAG焊焊缝外观

　　图6 TIG焊焊缝外观

　　（2）内表面渗透探伤

　　图7 MAG焊焊接接头内表面 图8 TIG焊焊接接头内表面

　　图9 MAG焊渗透探伤 图10 TIG焊渗透探伤

　　在合理的焊接规范前提下，TIG焊与MAG焊都没有产生基层与覆层的剥离，也没有发生焊穿的情况，内部表面渗透探伤结果表明均没有裂纹产生。

　　（3）宏观金相对比

　　图11 TIG金相图片 图12 MAG金相图片

　　宏观金相分析表明TIG焊明显优于MAG焊。从熔合线的分布来看，MAG焊焊缝咬边情况较为突出，TIG焊两侧母材熔合均匀，类似等腰直角三角形，而MAG焊两侧母材熔合深度不一。

　　从一系列的对比试验看，TIG、MAG焊均能对复合管管接头进行焊接。但TIG具有焊缝成型好，无气孔，根部熔合更优的特点。目前我公司已淘汰了原有的MAG管接头MAG专机，使用三台TIG焊专机对各类车型的管接头进行焊接作业，单班日产达到了20台份以上，气密性试验通过率达到98%。

　　3 焊接质量控制

　　3.1 焊接角度

　　角接接头（PB位置）：焊枪与水平线的夹角应在45°～60°之间，且钨极应指向焊缝中心。如果焊接角度不正确，就会发生如图13、图14的情况，由于熔池偏向钢管一侧，造成侧壁熔合过多，但焊缝根部未完全焊透。熔池由于重力作用塌陷，咬边的情况更严重。焊枪角度如果过分偏向管材侧，除了咬边、根部未熔合，还会使管材承受过大的热输入从而造成复合管碳钢层与不锈钢层剥离。

　　图13 咬边 图14 根部未熔合

　　正确的焊枪角度如15图所示，焊枪与水平方向夹角45°～60°，与焊接方向夹角75°～85°。

　　图15 PB位置焊枪正确角度示意图

　　对接接头（PA位置）正确的平对接环焊缝自动焊接时，焊枪角度应如图16所示，焊枪与管材垂向中心线呈4°～7°夹角，焊丝与水平面夹角小于10°。

　　图16 PA位置正确焊枪角度示意图

　　3.2 焊接现场

　　目前铁道车辆制动管接头分为DN10、DN15、DN20、DN25、DN32五种规格，各规格的管件壁厚不尽相同，每种管接头焊接工艺规程都会有差异。下图17为我公司管件加工中心工艺看板，该看板清晰陈列出每条焊缝的焊接工艺规程，让操作者可随时查看。

　　图17 工艺看板

　　3.3 其它影响因素

　　3.3.1 焊缝表面清洁度

　　制动管件之管接头焊缝，无论是何材质，焊前都需清洁，排除油污、锈蚀、表面镀锌处理层等对焊接有高危影响的因素。

　　3.3.2 焊接气体

　　TIG焊采用氩气，推荐使用纯度大于99.9%的氩气。气流量应控制在15-22L/min，过低或过高的气流量都不利于熔池的保护。

　　3.4 修焊

　　若气密性试验中有漏泄需要修焊时，修焊电流应比焊接电流小20-30A，修焊复合管焊接返修建议不超过两次，以避免反复加热造成接头部位基层与覆层分离。

　　4 结束语

　　综合本文所述，相比MAG焊接，TIG焊在铁路货车管件类短小焊缝的焊接上具有在成型、内部质量等方面的优势。合理的焊接方法和焊接规范，诸如焊接角度、焊前清理、规范控制等是保证焊接质量的重要手段。本文所述的复合管焊接工艺措施，同样适用于不锈钢钢管的管接头焊接。经过数次批量生产验证，采用TIG自动焊专机焊接制动管接头后，气密性实验通过率一直保持在98%，焊缝外观质量显著提升。

　　【参考文献】

　　[1]运装货车[2009]89号 不锈钢冶金复合管技术条件（暂行）[Z].

　　[2]吴林，等，主编.焊接手册[S].2版.机械工业出版社.

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