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【摘 要】 本文以ER50-6型焊丝为例，阐述了焊丝入厂复验的依据、程序和方法，对焊丝力学性能试验常出现的不合格项及工序使用过程中常见的问题进行了原因分析，提出了改进措施。
【关键词】 焊丝质量；入厂检验；力学性能；工序控制
CO2气体保护焊是一种低成本焊接方法，具有高效、优质、低耗等优点，被广泛应用于铁路货车钢结构焊接。严格进行铁路货车用气体保护焊丝的入厂检验，从源头上控制焊丝的内在质量，是确保铁路货车运用安全、可靠的前提。本文依据GB/T8110-2008《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》标准，以ER50-6型焊丝为例阐述气体保护焊丝入厂检验方法。
一、焊丝入厂检验流程
报验→质量证明书验证→抽样→表面质量及尺寸检验→委托理化检验（焊缝射线探伤试验）→焊接试板→加工试样→理化检测→合格产品投入使用→工序使用情况跟踪
二、检验规则
每批焊丝应由同一炉号、同一形状、同一尺寸、同一交货状态的焊丝组成。每批随机抽取一盘（桶），进行检验。
任何一项检验不合格时，该项检验应加倍复验，对于化学分析，仅复验那些不满足要求的元素。当复验拉伸试验时，抗拉强度、屈服强度及伸长率同时作为复验项目。其试样可在原试样上截取，也可在新焊制的试件上截取。加倍复验结果的任何一项均应符合标准规定。
三、检验过程
1.验证
验证产品质量证明书，化学成分（%）、力学性能指标分别符合表1和表2要求。
2.表面质量及尺寸检验
2.1表面质量检验
焊丝表面应光滑，无毛刺、划痕、锈蚀、氧化皮等缺陷，也不应有其他不利于焊接操作或对焊缝有不良影响的杂质。镀铜焊丝的镀铜层应均匀牢固，不应出现起鳞与剥离。
2.2尺寸检验
焊丝直径的检验用精度为0.01mm的外径千分尺，按表3要求，在同一位置互相垂直方向测量，测量部位不少于两处。从焊丝盘上截取足够长度的焊丝，不受拘束地放在平面上，测量所形成圆弧或圆的直径即为松弛直径；焊丝翘起的最高点到平面的距离即为翘距。
3.焊丝理化检验
3.1焊丝化学成分复验
为确认焊丝具有均匀一致的化学成分，需要对ER50-6焊丝本身化学成分进行分析，化学成分允许偏差应符合GB/T222-2006的规定，分析方法可按供需双方协商的任何方法进行，结果应符合表1要求。仲裁试验应按GB/T223的相关规定进行。
3.2熔敷金属力学性能试验
3.2.1试验用母材
熔敷金属力学性能试验母材选用符合GB/T700中Q235A级、B级；GB/T1591中Q345A级、B级，或其他相当材料。若采用其他母材，应采用试验焊丝在坡口面和垫板面焊接隔离层，隔离层的厚度加工后不小于3mm，在确保熔敷金属不受母材影响的情况下，也可采用其他方法。
3.2.2试件制备
3.2.2.1试板加工：试板、垫板尺寸如图A.1规定
3.2.2.2焊接工艺参数：采用气体保护焊焊机，80%Ar2+20%CO2混合气体，焊接规范应符合表4规定。
3.2.2.3试件焊接过程控制
在专用焊接台位采取多层多道焊接，启焊时试板温度应加热到表4规定的预热温度，用表面温度计或测温笔测量道间温度。并在焊接过程中保持道間温度，试板温度超过时，应在静态大气中冷却。如果必须中断焊接，应将试板在静态大气中冷却至室温。重新焊接时，试板应加热到规定的道间温度。
3.2.2.4射线探伤试验
焊缝射线探伤试验应在试件上截取拉伸试样和冲击试样之前进行，射线探伤前应去掉垫板。焊缝射线探伤按GB/T3323-2005附录C中表C.4中的II级进行评定。在评定缝射线探伤底片时，试件两端25mm应不予考虑。
3.2.2.5力学性能取样位置
力学性能取样位置应符合图A.2a），b）规定。
3.2.2.6力学性能试样尺寸
力学性能试样尺寸应符合图A.3和图A.4的规定。
3.2.2.7力学性能试样加工过程及方法
1）锯：以焊口为中心纵向向两边返40，并在侧面以2mm为间隔处打钢号。
2）铣：将焊板顶面余高及底面垫板铣平。
3）锯：焊板端部锯掉25mm后，依次锯5块15mm宽的冲击块和一块200mm长的拉伸块，并在拉伸试样焊缝顶部打钢号。
4）铣：将5块冲击的顶面和底面均铣去3-3.5mm，侧面铣去2mm制成13X13mm的冲击试样。以焊缝为中心，两侧均铣去27mm制
成拉伸试样的荒料。
5）刨：将5块冲击试样刨成11x11mm的正方，保留或重新写好编号。
6）车：将拉伸试样车至Φ11留磨量，并把顶部钢印编号用记号笔写在试样Φ20的部位。
7）磨：将五块冲击块磨成10X10mm的标准试样，拉伸块磨成Φ10的标准试样。
8）酸浸画线：用兑有硝酸的液体对冲击试样进行酸浸，在焊缝侧面的中心处画线，并以中心线为基准两侧返27.5mm画线，根据试样顶部的钢印把编号重新写在试样表面。
9）锯断：将五块冲击试样按线锯成55mm长的标准试样。
10）开口：按线开口，使缺口位于焊缝的侧面。
3.2.3熔敷金属拉伸试验
按图A.3要求从射线探伤后的试件（见图A.3）上加工一个熔敷金属拉伸试样。除碳钢焊丝外，其他类别焊丝的试样，允许在拉伸试验前进行100℃±5℃，不超过48h的去氢处理。熔敷金属拉伸试验应按GB/T2652进行。 3.2.4熔敷金属V型缺口冲击试验
按图A.4要求从截取熔敷金属拉伸试样的同一试件（见图A.4）上加工5个熔敷金属V型缺口冲击试样。熔敷金属V型缺口冲击试验应按GB/T2650进行，按表2规定的温度，测定5个试样的冲击功。在计算5个冲击吸收功的平均值，应去掉一个最大值和一个最小值。余下的3个值中要有两个大于27J，另一个不得小于20J，3个值的平均值应不小于27J。
四、焊丝力学性能试验中常出现的不合格特性及原因分析
1.不合格特性：冲击功
2.原因分析：
2.1母材的影响：
母材的化学成分如碳含量及杂质元素、合金元素偏高，坡口角度和间隙不合适，在焊接过程中的规范过大就会导致在焊接过程中母材的成分过多的融入焊缝中，从而导致焊缝熔敷金属的低温冲击韧性下降。
2.2焊接规范的影响：
在焊接过程中焊接规范对焊缝性能影响很大，如焊接电流过大、层温过低、冷却速度过快、焊接层厚度大、每层焊接的道数不合适都会使冲击韧性下降。
2.3机加工的影响：
冲击样块的尺寸、取样位置、缺口角度和缺口加工方向等对冲击值有很大的影響。对冲击试块的加工为垂直焊缝长度方向正向部位取样，位置为焊缝的中心处，按图A.2b和图A.4所示，严格按照试样加工工艺操作。
五、工序使用情况调查
1.易出现的质量问题：
飞溅大、送丝不畅、焊缝成型不良。
2.原因分析：
2.1使用发现，当ER50-6焊丝碳质量分数超过0.08%时，金属飞溅颗粒明显增大，极易引起送丝不畅和导电嘴堵塞，给使用带来极大不便。
2.2.在一定的焊丝直径和焊接电流下，若电弧电压偏高，焊丝的熔化速度增大，电弧长度增加，熔滴无法正常过渡而呈大颗粒飞出，飞溅增多；若电弧电压偏低，电弧引燃困难，焊丝的熔化速度小，电弧长度变短，焊丝扎入熔池，同样会导致金属飞溅大和焊缝成型不良。
3.改进措施：
3.1供方调整焊丝C元素上限值，尽量不超过0.8%。
3.2焊接电流和电弧电压最佳匹配，则熔滴过渡频度高，飞溅最小，焊缝成型美观。
3.3定期开展焊丝使用情况问卷调查，掌握焊丝使用情况动态，必要时取样进行理化检验。
六、结语
以上根据GB/T8110-2008《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》标准规定，详细介绍了ER50-6焊丝的入厂检验方法，具体焊接实践中除了满足上述规定外，还应符合双方的具体协议要求。在焊丝化学成分满足要求的前提下，影响焊缝性能检测的主要因素是焊接材料是否匹配，但焊接板厚和焊接规范以及试样的机械加工也有重要影响。总之，采取合理、规范、严格的入厂复验方法，可以全面检测出焊丝本身的质量，是保证和提高铁路货车钢结构焊接质量的前提和基础。
参考文献：
〔1〕期刊：孟波，惠玲，高清涛等。CO2气体保护焊丝焊接飞溅原因及预防措施，金属制品，2012第38卷第4期第66页
〔2〕期刊：王元良，焊接结构材料与焊接材料的匹配，电焊机，2006第36卷第11期第20页
〔3〕专著：中国机械工程学会，焊接学会焊接手册：第一卷焊接方法与设备〔M〕北京：机械工业出版社，1992
〔4〕技术标准：GB/T8110-2008，气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝，中国国家标准化管理委员会2009.1.1实施
【关键词】 焊丝质量；入厂检验；力学性能；工序控制
CO2气体保护焊是一种低成本焊接方法，具有高效、优质、低耗等优点，被广泛应用于铁路货车钢结构焊接。严格进行铁路货车用气体保护焊丝的入厂检验，从源头上控制焊丝的内在质量，是确保铁路货车运用安全、可靠的前提。本文依据GB/T8110-2008《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》标准，以ER50-6型焊丝为例阐述气体保护焊丝入厂检验方法。
一、焊丝入厂检验流程
报验→质量证明书验证→抽样→表面质量及尺寸检验→委托理化检验（焊缝射线探伤试验）→焊接试板→加工试样→理化检测→合格产品投入使用→工序使用情况跟踪
二、检验规则
每批焊丝应由同一炉号、同一形状、同一尺寸、同一交货状态的焊丝组成。每批随机抽取一盘（桶），进行检验。
任何一项检验不合格时，该项检验应加倍复验，对于化学分析，仅复验那些不满足要求的元素。当复验拉伸试验时，抗拉强度、屈服强度及伸长率同时作为复验项目。其试样可在原试样上截取，也可在新焊制的试件上截取。加倍复验结果的任何一项均应符合标准规定。
三、检验过程
1.验证
验证产品质量证明书，化学成分（%）、力学性能指标分别符合表1和表2要求。
2.表面质量及尺寸检验
2.1表面质量检验
焊丝表面应光滑，无毛刺、划痕、锈蚀、氧化皮等缺陷，也不应有其他不利于焊接操作或对焊缝有不良影响的杂质。镀铜焊丝的镀铜层应均匀牢固，不应出现起鳞与剥离。
2.2尺寸检验
焊丝直径的检验用精度为0.01mm的外径千分尺，按表3要求，在同一位置互相垂直方向测量，测量部位不少于两处。从焊丝盘上截取足够长度的焊丝，不受拘束地放在平面上，测量所形成圆弧或圆的直径即为松弛直径；焊丝翘起的最高点到平面的距离即为翘距。
3.焊丝理化检验
3.1焊丝化学成分复验
为确认焊丝具有均匀一致的化学成分，需要对ER50-6焊丝本身化学成分进行分析，化学成分允许偏差应符合GB/T222-2006的规定，分析方法可按供需双方协商的任何方法进行，结果应符合表1要求。仲裁试验应按GB/T223的相关规定进行。
3.2熔敷金属力学性能试验
3.2.1试验用母材
熔敷金属力学性能试验母材选用符合GB/T700中Q235A级、B级；GB/T1591中Q345A级、B级，或其他相当材料。若采用其他母材，应采用试验焊丝在坡口面和垫板面焊接隔离层，隔离层的厚度加工后不小于3mm，在确保熔敷金属不受母材影响的情况下，也可采用其他方法。
3.2.2试件制备
3.2.2.1试板加工：试板、垫板尺寸如图A.1规定
3.2.2.2焊接工艺参数：采用气体保护焊焊机，80%Ar2+20%CO2混合气体，焊接规范应符合表4规定。
3.2.2.3试件焊接过程控制
在专用焊接台位采取多层多道焊接，启焊时试板温度应加热到表4规定的预热温度，用表面温度计或测温笔测量道间温度。并在焊接过程中保持道間温度，试板温度超过时，应在静态大气中冷却。如果必须中断焊接，应将试板在静态大气中冷却至室温。重新焊接时，试板应加热到规定的道间温度。
3.2.2.4射线探伤试验
焊缝射线探伤试验应在试件上截取拉伸试样和冲击试样之前进行，射线探伤前应去掉垫板。焊缝射线探伤按GB/T3323-2005附录C中表C.4中的II级进行评定。在评定缝射线探伤底片时，试件两端25mm应不予考虑。
3.2.2.5力学性能取样位置
力学性能取样位置应符合图A.2a），b）规定。
3.2.2.6力学性能试样尺寸
力学性能试样尺寸应符合图A.3和图A.4的规定。
3.2.2.7力学性能试样加工过程及方法
1）锯：以焊口为中心纵向向两边返40，并在侧面以2mm为间隔处打钢号。
2）铣：将焊板顶面余高及底面垫板铣平。
3）锯：焊板端部锯掉25mm后，依次锯5块15mm宽的冲击块和一块200mm长的拉伸块，并在拉伸试样焊缝顶部打钢号。
4）铣：将5块冲击的顶面和底面均铣去3-3.5mm，侧面铣去2mm制成13X13mm的冲击试样。以焊缝为中心，两侧均铣去27mm制
成拉伸试样的荒料。
5）刨：将5块冲击试样刨成11x11mm的正方，保留或重新写好编号。
6）车：将拉伸试样车至Φ11留磨量，并把顶部钢印编号用记号笔写在试样Φ20的部位。
7）磨：将五块冲击块磨成10X10mm的标准试样，拉伸块磨成Φ10的标准试样。
8）酸浸画线：用兑有硝酸的液体对冲击试样进行酸浸，在焊缝侧面的中心处画线，并以中心线为基准两侧返27.5mm画线，根据试样顶部的钢印把编号重新写在试样表面。
9）锯断：将五块冲击试样按线锯成55mm长的标准试样。
10）开口：按线开口，使缺口位于焊缝的侧面。
3.2.3熔敷金属拉伸试验
按图A.3要求从射线探伤后的试件（见图A.3）上加工一个熔敷金属拉伸试样。除碳钢焊丝外，其他类别焊丝的试样，允许在拉伸试验前进行100℃±5℃，不超过48h的去氢处理。熔敷金属拉伸试验应按GB/T2652进行。 3.2.4熔敷金属V型缺口冲击试验
按图A.4要求从截取熔敷金属拉伸试样的同一试件（见图A.4）上加工5个熔敷金属V型缺口冲击试样。熔敷金属V型缺口冲击试验应按GB/T2650进行，按表2规定的温度，测定5个试样的冲击功。在计算5个冲击吸收功的平均值，应去掉一个最大值和一个最小值。余下的3个值中要有两个大于27J，另一个不得小于20J，3个值的平均值应不小于27J。
四、焊丝力学性能试验中常出现的不合格特性及原因分析
1.不合格特性：冲击功
2.原因分析：
2.1母材的影响：
母材的化学成分如碳含量及杂质元素、合金元素偏高，坡口角度和间隙不合适，在焊接过程中的规范过大就会导致在焊接过程中母材的成分过多的融入焊缝中，从而导致焊缝熔敷金属的低温冲击韧性下降。
2.2焊接规范的影响：
在焊接过程中焊接规范对焊缝性能影响很大，如焊接电流过大、层温过低、冷却速度过快、焊接层厚度大、每层焊接的道数不合适都会使冲击韧性下降。
2.3机加工的影响：
冲击样块的尺寸、取样位置、缺口角度和缺口加工方向等对冲击值有很大的影響。对冲击试块的加工为垂直焊缝长度方向正向部位取样，位置为焊缝的中心处，按图A.2b和图A.4所示，严格按照试样加工工艺操作。
五、工序使用情况调查
1.易出现的质量问题：
飞溅大、送丝不畅、焊缝成型不良。
2.原因分析：
2.1使用发现，当ER50-6焊丝碳质量分数超过0.08%时，金属飞溅颗粒明显增大，极易引起送丝不畅和导电嘴堵塞，给使用带来极大不便。
2.2.在一定的焊丝直径和焊接电流下，若电弧电压偏高，焊丝的熔化速度增大，电弧长度增加，熔滴无法正常过渡而呈大颗粒飞出，飞溅增多；若电弧电压偏低，电弧引燃困难，焊丝的熔化速度小，电弧长度变短，焊丝扎入熔池，同样会导致金属飞溅大和焊缝成型不良。
3.改进措施：
3.1供方调整焊丝C元素上限值，尽量不超过0.8%。
3.2焊接电流和电弧电压最佳匹配，则熔滴过渡频度高，飞溅最小，焊缝成型美观。
3.3定期开展焊丝使用情况问卷调查，掌握焊丝使用情况动态，必要时取样进行理化检验。
六、结语
以上根据GB/T8110-2008《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》标准规定，详细介绍了ER50-6焊丝的入厂检验方法，具体焊接实践中除了满足上述规定外，还应符合双方的具体协议要求。在焊丝化学成分满足要求的前提下，影响焊缝性能检测的主要因素是焊接材料是否匹配，但焊接板厚和焊接规范以及试样的机械加工也有重要影响。总之，采取合理、规范、严格的入厂复验方法，可以全面检测出焊丝本身的质量，是保证和提高铁路货车钢结构焊接质量的前提和基础。
参考文献：
〔1〕期刊：孟波，惠玲，高清涛等。CO2气体保护焊丝焊接飞溅原因及预防措施，金属制品，2012第38卷第4期第66页
〔2〕期刊：王元良，焊接结构材料与焊接材料的匹配，电焊机，2006第36卷第11期第20页
〔3〕专著：中国机械工程学会，焊接学会焊接手册：第一卷焊接方法与设备〔M〕北京：机械工业出版社，1992
〔4〕技术标准：GB/T8110-2008，气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝，中国国家标准化管理委员会2009.1.1实施