多功能凿岩台车底盘纵梁组成焊接工艺优化

多功能凿岩台车底盘纵梁组成焊接工艺优化

李继欣1刘志彬2赵伯明1

（1中车大同电力机车有限公司山西省大同市037038;2中车石家庄车辆有限公司河北省石家庄市050000）

摘要：本文通过对纵向梁的特点进行了工艺分析，依据技术要求和焊接质量标准，根据生产制作经验，预见有可能出现的问题，通过对图纸要求的最大公差，组对偏差的分析计算，预留了焊接收缩量，通过对纵向梁焊接变形的分析，在自由状态下，采取将两个纵梁背对背刚性固定在一起的方法，从中间到两边的焊接顺序焊接，可以连续焊接，有利的控制了焊接变形，焊接质量好，提高了生产率达，到了技术要求，提升了工艺能力。

关键词：焊接变形控制焊接性

前言：纵梁是整台设备关键部位，制造精度要求高，属于长、大钢结构，其钢板厚度较大，焊缝密集且位置对称、焊角大，在焊接过程，经常会出现一些难以预料的结构变形,达不到技术要求，严重影响到设备的结构强度和刚度、设计精度及安装工艺,同时也会给生产增加许多额外的工序,延长了生产周期,提高了生产成本,最后造成极大的浪费。也将影响到整车组装和行车安全。

一、结构特点及质量要求

纵梁材质345B，结构分左右，类似于工字梁，具有长、大结构、大厚度钢板（厚度为25mm），焊缝位置基本对称、K型V坡口，大焊角的特点，如下图1所示。焊接质量应符合JG/T50082.1-1996《J建筑机械与设备焊接通用技术条件》要求。

图1

二、焊接设备、焊接方法与焊接材料

焊接设备：松下YD500FR

焊接方法：气保焊（保护气体CO220％+Ar80％）

焊接材料：焊丝采用ER50-6φ1.2。

三、制作难度工艺分析及措施

1.纵梁制作易出现的问题：在自由状态下焊接时，出现角变形，扭曲、旁弯、上拱、下挠，结构尺寸不合格的缺陷。另外纵梁1、2虽然合格达到技术标准，但是两根梁变形相对不一致，也将导致底盘组对困难。

1)角变形产生的原因主要是：

a)组对时，上下翼板与腹板不垂直，焊接时，不作检查，直接焊接，导致角变形存在，

b)组对时，上下翼板与腹板强力组对，导致焊接时。内应力释放产生角变形。

c)焊接时，不对称焊接，先焊的收缩量大，导致角变形，（向先焊接的位置收缩。（角度小）或者为了保证焊缝成型美观采用船型焊接焊接接，导致角变形。（船型焊接可以但是要分出焊接顺序，翻到次数多，焊接速度慢）

d)焊接时，虽然对称焊接，但是两边焊接规范不一致，焊脚大小不一样，导致两边热输入不一致，产生角变形。（那边热量大向那边收缩）

e)正常焊接时，会产生一定的角变形，一般上下翼板出现1-1.5mm左右。焊接电流过大时，产生角变形，一般上下翼板出现2-4mm左右，超过质量标准，质量标准规定不超过1.5mm。

2)扭曲变形产生的原因：

a)焊接时，不对称焊接，先焊的收缩量大，导致，收缩量不一致，导致扭曲。

b)焊接时，焊接顺序不对，导致收缩量不一致，导致扭曲。

c)焊接电流过大，导致焊接热量过大，使结构内应力失稳，导致扭曲。

d)以上3种综合在一起导致的扭曲。

3)旁弯产生的原因：

a)组对时，腹板弯曲，没有调平，强制组对，导致焊接后，应力释放产生旁弯，

b)焊接时，不对称焊接，先焊的收缩量大，导致，收缩量不一致，产生旁弯。

c)焊接时，虽然对称焊接，但是两边焊接规范不一致，焊脚大小不一样，导致两边热输入不一致，产生旁弯。

4)上拱、下挠产生的原因：

a)组装时，腹板有立弯，组装时，没有调平，强制组对，产生上拱、下挠。

b)角焊缝大小不一致，导致上拱、下挠。

c)上，下翼板，焊接时，虽然对称焊接，但是两边焊接规范不一致，导致上拱、下挠。

5)结构尺寸不合格产生的原因：

a)主要是预留收缩量不合适，导致长度尺寸缩短达不到尺寸要求。

2.纵梁制作采取的措施：

1)腹板、上下翼板长度方向下料预留6mm。（按照经验1米收缩05-1mm，板料越厚收缩量越小，按此计算当收缩05时实际收缩3mm还剩3mm，左右符合长度加减3mm的要求按按此计算当收缩1时，实际收缩,6mm还剩0mm，左右，符合长度加减3mm的要求，，）实际长度5786mm

2)组对时，必须按工序将组成相关配件调平，杜绝强力组对。

3)将两个组对好的纵梁，背对背刚性固定段焊焊在一起，保证纵梁1和纵梁2上翼板和上翼板相接。如图2

4)焊接层数采用2层4道焊接。

5)焊接工艺参数如下表一

图2图3

表一

6)采用两人从中心对称向两边焊接，焊接过程中，保证两人焊接速度一致。保证焊角一致，焊接前，进行试焊，便于调整两人的协调性，检查焊接能否达到要求。

7)纵梁1和纵梁2上翼板和上翼板相接焊接完成后，冷却到室温，角磨机磨削段焊缝，拆开纵梁，再将将两个焊好一侧的纵梁下翼板和下翼板相接，背对背刚性固定段焊焊在一起。如图3

8)重复上述的4/5/6，焊接完成，冷却至室温后，拆开，放置平台检测其结果为，角变形（上下翼板平面度）为0.5mm，＜1mm的质量有求。实际长度5788mm，收缩4mm符合5786±3mm技术要求，扭曲、旁弯、上拱、下挠，几乎不大于1mm。

9)纵梁1、2，符合质量要求，并且两根梁，各个指标接近一致，为底盘组装和相关配件的组装，提供了有力的条件。

四、结论

对于类似于工梁，具有长、大结构、大厚度钢板（厚度为25mm以上），焊缝密集且对称、大焊角，内应力较大的工程机械的钢结构件，通过对纵向梁焊接变形的分析，采用将两个纵向梁背对背刚性固定控制变形的方法，采取合理的焊接工艺参数，从中间到两边的焊接顺序，控制了焊接变形，降低焊接内应力，达到了技术要求，钢结构纵向梁的成功焊接，提升了工艺能力，为类似钢结构的生产积累了一定的经验。

参考文献：

［1］中国机械工程学会焊接学会编制《焊接手册》机械工业出版社

［2］冷学顺、李庆仁主编《电焊工》中国铁道出版社，1995年。

［3］张文钺主编《焊接冶金学》机械工业出版社，1997年。

［4］黄文哲主编《焊工手册》机械工业出版社，1991年。

［5］孙景荣等编《实用焊工手册》化学工业出版社，1997年。