氧催化转化器焊道开裂研究改进

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1、氧催化转化器焊道开裂研究改进摘要:车辆行驶过程中,底盘存在异响,经检查发现催化转化器总成焊道开裂，伴随顾客消费理念的的不断提升，追求方向的不断转换，对于产品要求也在不断升级，对驾驶舒适性、零部件的使用寿命也提出了更高要求，对于个人维权有了新的认识，同时国家对汽车排放有了越来越严的要求。通过对故障件现象的宏观确认结合金相分析测试结果对氧催化转化器焊道开裂进行分析测试确认，并进行优化。关键词：氧催化转化器焊道焊接开裂中图分类号:U463文献标识码：A文章编号:1007-3973(2013)010-046-021故障现象汽车在短里程(5000-10000公里)内出现氧

2、催化转化器焊道开裂问题，故障原因为现场生产焊接电流低于焊接工艺要求实际值为146A,标准要求为170-220A,管体焊道未连续融合导致焊缝开裂。2故障分析经分析，焊缝开裂失效的原因主要有以下几点：原材料、偏焊、咬边、错边、未焊透、过烧、焊道氧化、氫气不纯、加渣、开机/接板产生焊接不良缺陷等。具体确认过程如下:(1)故障件焊道宏观确认结果：将管体沿径向切断后用砂纸打磨，确认焊道状态，焊道无明显偏焊、咬边、错边、未焊透、加渣现象。对故障件（行驶21395km）管体未开裂部分焊道进行拉力检测，抗拉强度为365MPa,对另外一例正常管体（行驶23000km）焊道进行拉力

3、检测，抗拉强度为445MPa,故障件管体焊道抗拉强度明显低于正常件，且开裂部位为热影响区，脆性开裂。（2）2013年4月100,针对4月市场返回故障件管体样块委托实验中心进行金相检验，检测结果如图1。1基体组织为等轴晶粒铁素体，开裂焊缝部分区域开始熔化，组织变粗，晶界明显增大，属于热组织，焊缝位置未见异常（3）2013年5月29日，屹马针对5月份市场返回故障件管体样块委托河北农大失效研究所进行金相检验，结论如下：1）原材料：试件成分C、Si、Mn、S、P等成分符合SUH409材质要求；2）非金属夹杂物检验：按照GB/T10561-2005钢中非金属夹杂物评级为D

4、S1.5级，无异常；3）金相分析：金相组织为较粗大且不均匀的铁素体，铁素体按照GB4335-84第一标准评级图评为5级，且在铁素体及晶界处有一定数量的碳化物，沿晶界处得碳化物易引起工件的沿晶断裂。(4)工艺参数排查：按照目前工艺参数施焊，依据GB/T12770-2002对管体进行扩口、压扁、弯曲实验，焊道无开裂;对管体焊缝进行力学检测及金相检验，焊缝抗拉强度为(470-510)MPa,焊缝金相无枝状马氏体组织，排除生产工艺参数不合理导致焊道开裂问题。(5)焊接电流及焊接速度采用制管机自动控制，氫气保护流量采用流量计进行监控，排除过程参数控制一致性偏差导致焊缝脆化

5、开裂。(6)对供方生产过程进行排查，钢板料头、料尾边沿存在磕伤现象，开机、接板时需调试焊道，焊道调试过程中容易产生焊接不良，供方对板材料头、料尾无明确检测及报废要求，存在不合格品流出的隐患。(7)利用红外测温仪对焊枪附近无氫气保护区域焊缝温度进行检测，温度范围为37CTC-44CTC,焊缝温度超过40CTC容易与空气H、0反应，出现脆化。依据行业推荐做法，建议在焊枪后部增加氫气保护拖罩。经检测氫气保护罩后部温度为14(TC-1771,消除焊道与空气中II、0反应发生脆化问题。3改进效果(1)制管纵缝金相检验(图2为焊接参数合理的前提下的试样，焊缝为单相铁素体组织

6、，无枝状马氏体组织等，结论：按焊接工艺要求施焊不产生晶粒粗大引起的)。(1)经制管纵缝压扁、弯曲试验对比，在现有小范围下正常施焊焊缝、热影响区塑性、韧性都能满足生产加工的要求。(2)制管纵缝胀口试验对比，见图3(生产中要求50-60,极限测试50-84,左管：焊接参数合理，未添加二次保护；右管：焊接参数合理，添加了二次保护，结论：添加二次保护后，焊缝的塑、韧性有明显提高)。(3)制管纵缝横向拉伸试验对比，见图4(管1：焊接参数合理，裂口在焊缝处开始且焊缝收缩明显；管2：焊接参数合理，冷却前移焊缝收缩减小；管3：焊接参数合理，添加二次保护焊缝接近母材，结论：加二次

7、保护后焊缝延展性比未加保护前有提高)。(4)制管纵缝纵向拉伸试验对比：焊接参数合理，冷却未前移、二次保护未添加，断裂在热影响区，脆断；焊接参数合理，冷却前移、添加二次保护，断裂在焊缝中间，塑性断裂。结论，加二次保护后，焊缝、热影响区塑性均有提咼O改进效果：对改进前后焊道进行拉力检测，改进前焊道抗拉强度为(470-510)MPa,改进后焊道抗拉强度为(510-545)MPa,焊缝表面质量、塑韧性均有所提高。