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  m88明升m88整体式弯动臂的焊接变形不但影响结构的装配和外观。而且会严重影响动臂的承载能力。有可能造成动臂开焊等失效形式。造成质量事故。分析失效产生的主要原因,并从工艺角度拟定改进方法。选定合理焊接方法、焊接参数及尺寸放样参数。经验证。采用新工艺后不但提高结构强度,而且焊接变形减少,满足了设计要求。具有重要的应用价值。

m88明升m88整体式弯动臂焊接工艺的研究

  整体式弯动臂是反铲挖掘机动臂的主要形式,其优点是结构简单,质量轻而刚度大,是目前应用最广泛的结构形式。由于动臂弯曲处会存在不可避免的焊接变形和应力集中,因而对焊接工艺要求较高。。某8吨级的m88明升m88的整体式弯动臂的弯曲处发生明显的应力集中,因而对其动臂的焊缝需要做严格的焊接工艺参数研究,从技术工艺上改善其质量,使之符合设计要求。
  1、整体式弯动臂的结构形式
  在结构上,整体式弯动臂为左、右对称的封闭式中空箱型焊接结构,通常动臂与回转平台的铰接部位略宽,以减轻该处的受力、增强其抗扭和抗弯能力,左、右两块腹板的中间部分一般呈平行状态布置,便于加工。由动臂的有限元静强度分析显示,动臂与动臂油缸铰接点上方腹板与翼板的连接部位应力最大,是强度薄弱部位,为了进一步改善局部强度和刚度、减小应力集中,一般将上、下翼板和左、右腹板取为不同厚度。
  2、某8吨级m88明升m88动臂焊缝失效形式及原因分析
  某8吨级m88明升m88整体式弯动臂主要失效形式为中部弯曲部位焊缝开裂,主要现象为动臂中部腹板间对接焊缝开裂,中部腹板与中部下翼板的角接焊缝开裂。
  经分析,对接焊缝开裂产生原因有:1)腹板由于下料过程的误差和焊接时的收缩变形,使得腹板对接间隙过大,根部无法熔合;2)垫板平整度不合格,使得焊接作业时垫板未能贴合,且由于焊接变形,使得垫板脱落;3)此焊缝为Y型焊缝,焊接参数选择不合理导致根部未熔合。
  经分析,角接焊缝开裂产生原因有:1)侧板坡口不合理,钝边过大,影响根部熔合;2)作业时焊缝处存在液体导致H气孔产生;3)焊缝为单边Y型焊缝,焊接参数选择不合理导致根部未熔合。
  综合两种焊缝的失效原因,可归结为:1)结构件尺寸精度不足;2)焊件坡口设计不合理;3)焊接工艺不合理;4)焊接参数选择不合理。

  为解决焊缝开裂现象,从失效原因的缺陷产生根源人手,由焊件工艺、焊接工艺流程及参数方面制定防止缺陷产生的措施,以保障焊接的质量。

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  3、防止产生焊接缺陷的措施
  (1)下料尺寸控制
  对尺寸精度不足现象产生原因进行分析,发现下料尺寸是按研发设计图纸尺寸即产品制作成形后的最终尺寸,因此有可能在下料、特别是焊接过程中由于产生较大的焊缝纵向和横向收缩等原因出现尺寸及形位偏差从而超出设计值。因此需要根据板料特性、切割方法、焊接顺序、焊接参数等进行焊件的尺寸放样,使焊件在经过预定的工艺流程后能达到设计的要求。通过制作合理的工艺放样尺寸来弥补偏差。
  (2)焊件工艺坡口改进
  由于焊缝断面厚度值一定时,焊缝接头强度会随坡口深度和焊脚尺寸的增大明显提高,因此对坡口深度及坡口角度适当加大以利于提高焊缝强度,同时还方便施焊作业。
  (3)焊前处理措施
  为防止作业时焊缝处存在液体或其它不洁杂质导致气孔产生,需对焊件进行焊前处理。在焊接前必须认真细致地将工件上油污、油漆、氧化皮及铁锈等附着物清理干净,直至露出金属光泽。在焊缝周边均匀喷防飞溅剂时,焊接区不得喷涂,如出现焊接区附着有防飞溅剂,则应待干燥后才能焊接,避免产生H气孔,以免造成应力集中,影响焊缝强度。
  (4)工件组焊工艺及要求
  在正式焊接前需先进行组焊,以保证工件的定位准确并减小施焊时的变形。工件组焊时将工件按顺序定位在工装上,调整各条焊缝的间隙,要求对接焊缝间隙均匀,间隙为3~5mm,垫板贴合间隙为0.0.5mm,角接焊缝间隙为0~2mm,然后夹紧各个支座。接下来点焊各个部件,要求焊缝距离端部30mm内禁止焊接,各条焊缝采用断续施焊,焊部高度为3mm,焊部长30—50ram,干伸长18~22mm,焊接电流230—250A,焊接电压25~27V。点焊后,焊部如有焊瘤、裂纹、弧坑、未熔合和气孔出现,则应打磨后重新点焊。
  (5)焊接参数调整
  为改善焊缝根部的熔合,需适当提高焊接电流以提高熔深,同时需根据焊接参数调整送丝速度和焊接速度,以保证焊缝符合设计要求。由于原焊接工艺坡口设计不合理,造成对接焊缝的根部未熔合及焊缝余高过高,从而增大焊缝的应力集中并造成较大变形。因此在坡口改进后,对接焊缝设计为两层两道焊接,焊缝余高小于2mm,以确保根部焊透及降低应力集中。

  又因为角焊缝的应力集中系数会随着焊脚角度减小而减小,随焊脚尺寸增大而减小。因此在焊接坡口改进后,角焊缝将原设计一层一道焊接改进为两层两道焊接,焊脚高调整为8mm。

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  4、改进效果
  按改进后的焊接工艺进行动臂总成的试制。工件组焊后经检测,对接焊缝间隙均匀,间隙尺寸均在4。5mm,角接焊缝结合紧密,数值均在0~1mm。按照所选参数对动臂总成试件进行焊接,焊缝表面未见明显气孑L、夹渣、咬边及未熔合等缺陷,焊后经过三坐标检测,动臂总成试件的焊后尺寸良好,焊接后变形和收缩尺寸均符合图纸的设计要求。
  为进一步对焊接质量进行分析,在腹板对接焊缝和腹板与翼板角焊缝处取样,样品含括母材、热影响区和熔合区,取样后对样品进行酸蚀断面处理,焊缝金属酸蚀断面的宏观组织可以看出,样品中对接焊缝和角焊缝断面均熔合良好,熔深大于2ram。对接焊缝根部已焊透,对接垫板熔合良好;角焊缝处无气孔,根部已焊透。由此表明,采用改进措施后的焊接工艺可保障焊缝质量符合设计要求。
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