汽车起重机主臂杆折弯的焊接修复

, *准 备 修补 板
将起重臂主臂 杆 折 弯 变 形 处 按 图 % 所 示 形 状 切 割$ 下 盖板割 口 要与 左右腹 板割 口 两 端 错 开 $ 以 防 焊 接 应 力 集中# 然后从 2 3#1 板 材 中分 别 割 取 两 块 10 0厚% 与 左 右腹 板割 口 形 状 大 小 相 同的板 块 $ 以 及 一 块 厚 40 0% 下 盖板割 口 形 状 大 小 相 同的板 块 #
图 %! 修 补 板
1 00# 最 后 $ 盖 上 的 平 面 度 在 $ & & & 00 内 不 超 过 $ " 下盖板连接板并进行定位焊# ! % " 环 境 温 度 要 求 %&G 以 上 $ 采 用 氧 乙 炔 焰 加 热 方法 $ 将 杆 件 预 热 5& @$&&G 左 右 # 焊 前 预 热 可 改 善 母 材金属 的 焊 接 性$ 延 缓 冷 却 过 程$ 利 于 焊 缝 中 氢 的 析 出 $ 降低 接 头内 部的 残 余 应 力 # !3" 将 定 位 焊 好 的 起 重 臂 放 平 $ 腹 板 朝 上 $ 调 整 好电弧电压和焊接电流# 采取分层分段对称跳焊$ 其 产生的焊接变形比直通焊小# 分层分段跳焊时$ 每一 层截面都很小$ 所需热量就小$ 且每一层又分若干段 进行跳焊$ 每焊一段基本上都是在冷钢板上重新建立 一次温度场$ 每次都出现一个较窄的塑性变形区$ 因 而其塑 性 变 形 区 的 平 均 宽 度 ! 即 横 向 收 缩 的 尺 寸 " 要比相应分层直通焊小$ 纵向收缩也小$ 比起直通连 续一次填满的摆动焊接变形就更小# 然后用相同的参 数焊接下盖板# 根据上述分析$ 矩形管对 接 焊 缝 采 取 分 段 跳 焊$ 先 焊 一 侧 腹 板焊 缝 $ 翻 面 焊 另 一 侧 腹 板 焊 缝 # 此 时 $ 应 采 用 比 焊 前一 腹 板焊 缝 较 大的 焊 接 规 范 $ 以 产 生 较 大 的 反 向 力 $ 使 原 变形 得 到 矫正 $ 接 着 采 取 较 小 的 焊 接 规 范 焊 下 盖板焊 缝 #
二 ! 焊接工艺
) *控 制 焊接变形
矩 形 焊接构 件 焊 缝不对称 $ 大 长 焊 缝 和 大 截 面 熔 敷
热加工
% 4 焊 接 与 切 割!" # # $年 第 " "期 ! !!!" "# $% & ’ & () " $* "" $’
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现场解决方案 ?& ’ @, + & %-
!! 某 台 汽 车 起 重机 在使用 过 程 中 因 超 载 导 致 起 重 臂 主 臂杆折弯$ 其位置在起重臂主臂杆前端与 变 幅 液 压 缸 铰 点 之 间 $ 如图 $ 所示 # 该 起 重 臂 主 臂 杆 截 面 为 矩 形 $ 是 由上 下 盖板 及 折边 的 左右腹 板组成的结构 #
焊接必 然 造 成 较 大的焊接 变形 $ 必须 设法 预 防 # 主要的 变形形 式是横 向 收 缩 变 形 $ 使 矩 形 断 面 尺 寸 受 到 影响 # 焊 缝 横 向 收缩 后 $ 竖 板 两 端 向 内 弯 曲 $ 使 构 件形成腰鼓状+ 由于焊缝断面 大$ 输 入 热 量 多$ 必 然 引 起 较 大的 纵 向 收 缩 $ 使 构 件 在 长 度 方 向 形 成 挠 曲 变 形 + 不 合 理 焊接 造 成的 扭曲 变 形 $ 矫 正 十 分 因 难 $ 有 时 不 得 不 重焊 或 造 成整 件 报 废 # 即 使 变 形 得 到 纠 正 $ 也 增 加 了 构 件 的 附 加 应 力 $ 不 利 于使用 # 从 焊接 变形 理 论 知 道 $ 影响 焊 接 变 形 大 小 的 主 要 因
折 臂 处 的 左 右 腹 板 和 下 盖 板 大 约 $6&0 0范围内严 重 变形 $ 我 们采 取 焊接 方法 进 行 修 复 # 因 为 此 部 位 承 重 较 大 $ 所 以 要 严格控 制 焊接 残 余 应 力 和 变 形 $ 保 证 具 有 良好 的焊接 质 量 #
一 ! 焊接 修 复方案的确定
%
图 3! 坡 口 形 式
% *焊接 规 范
通 过工艺 试验 和 工艺 分 析 $ 确 定 采 用 双 层 < = % 气体 保护焊% 焊条电弧向下立焊的工艺# 为 减 小 焊 接 残 余 应 力$ 应 对 焊 件 进 行 预 热# 焊 接 材 料 用 ’ &6-F%*E 7 % $" %0 0焊 丝 $ 保 护 气 体 为 纯 < = ! % 气 体$ 第 一 层 焊 缝 的
起 重 臂 主 臂 杆 是由上 下 盖板 及 折 边 的 左 右 腹 板 组 成 3#1 # 由 于 内 管 需 在 外 管 中 自 由 伸 缩 $ 的结构 $ 材 质 为 2 且设 计 要 求 内 外 管 的 弯 曲 % 扭 曲 及 平 行 度 等 偏 差 ! $" %0 0$ 制 作 难 度 较 大 # 为 此 $ 通 过 调 查 研 究 $ 最 终 确 定 采用 切割 变 形 处 再 修 补 的 方 法 来 矫 正 主 臂 杆 的 折 弯 $ 按工艺 要 求加工 对 接焊 坡 口 $ 预 留 间 隙 拼 接 $ 采 用 < = % 气体保护焊施焊#
三 ! 结语
按 照 拟 定工艺 方 案 修 补 的 起 重 臂 主 臂 杆 $ 外 形 尺 寸 公 差及 各 项 技术 指 标 均 达 到 设 计 要 求 $ 经 吊 装 试 验 $ 起 重机主 臂 杆 修 复 部 分 未 出 现 异 常 $ 说 明 焊 接 工 艺 合 理 $ 焊接 质 量 可 靠 #
图 $! 起 重 臂 主 臂 杆 折 弯位 置 示 意
素 是 ( 焊 缝 尺寸 越 大 $ 熔 敷 金 属 越 多 $ 变 形 越 大 + 焊 缝 尺寸相等 时 $ 焊 缝热输入 越 大 $ 造 成 的 变 形 越 大 + 焊 接 大 长 焊 缝 时 $ 分 段 比直 通 焊 变 形 要 小 + 焊 缝 布 置 不 对 称 或虽布置 对 称 但 不 对 称 焊 接$ 将 使 焊 缝 部 位 偏 离 越 严 重 $ 变形 越 大 + 构 件 刚 性 越 小 $ 变形 越 大 # 根 据 以 上分 析 $ 在 保证 焊 缝 质 量 的 前 提 下 $ 减 小 和 控 制变形 的主要 途 径 是 ( 设 计 合 理 的 坡 口 尺 寸 $ 制 订 最 佳 焊接 规范 $ 采 取 合 理 的焊接 顺序 和 回 强 工艺 管 理等 #
?& ’ @, + & %- 现场解决 方案 !!!!! !!
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汽 车 起 重机 主臂杆折弯 的焊接 修 复
山 东 理 工 大 学 交 通 与车 辆 工 程学 院 ! ! 淄博 !%11&#/ " 山 东 交 通 职 业 学 院 !!!!!!!! ! 潍坊 !%4$%&4 " !吴明清
!! ! 摘要 " ! 介绍了 某汽 车 起 重 机 主 臂杆 的焊接 修 复 工艺 ! 按照 * 等 强 匹配 + 原则选择 焊接材料 ! 采 用合 理的 坡口 形 式 和焊接 规范 进行 双 道 焊 ! 对 折弯 处进行 修补 "
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" # # $年 第 " "期! 焊 接 与 切 割 !!!" "# $% & ’ & () " $* "" $’
热加工
+ *焊接 步骤 和 顺序
!$" 将 起 重 臂 调 直 后 平 放 在 一 长 平 台 上 $ 使 上 盖板朝下# 为减小焊后的 残 余 变 形$ 在 焊 修 处 底 部 垫一厚 度 与 起 重 臂 等 宽$ 比 割 口 略 长 的 长 方 形 垫 板$ 以使起重臂在全长范围内弯曲$ 利用反变形法 抵 消 下 盖 板 焊 接 后 的 残 余 变 形 # 将 已 备 好 的 1 00 厚 的块板对称地定位焊在左右两腹板上$ 保持两腹板
9 *焊接坡口设 计
焊接接 头 的 坡 口 设计在 焊接 工 程 的 设 计 中 是 比 较 薄 弱 的 环 节 $ 主要是 许 多 钢结构 件 的 焊 接 坡 口 设 计 不 是 出 自 焊接 工 程技术 人 员 之 手 $ 因 此 硬 性 套 标 准 和 工 艺 性 能 较差 的 坡 口 屡 见不 鲜 # 坡 口 形 式 对 控 制 焊 缝 内 部 质 量 和 焊接结构 制造 质 量 有 着很 重 要 作 用 # 坡 口 设 计 必 须 考 虑 母 材 的 熔 合 比 % 施 焊 空 间 % 焊接 位 置 和 综 合 经 济 效 益 等 问 题 # 应 先按 下 式 计 算 横 向 收缩 值 & A # AL 1" $4 ; $" %5 C & %B " 式中 ! 4 & & &焊缝横截面积$ 0 0+ % & & &板厚$ 0 0+ " C& & & 焊 缝 根 部 间隙 $ 0 0# 找出 & A与 4 %的 关 系 后 $ 即 可 根 据 两 者 关 系 列 表 分 析 % 处 理 数 据 及 优 化 设计 $ 最 后 确 定 矩 形 管 对 接 焊 缝 坡 口 形 式 ! 如图 3 所示 " #
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而 且 经 过多 年 实践证明 $ 按 ) 等 强 匹 配 * 原 则 选 择 焊 接 材 料 的 方 案 较 为 可 靠# 因 此$ 决 定 采 用 ’ &6-F%*E 7 $ $" %0 0焊 丝 # !
焊接电流 为 %&& @%1&7 $ 第 二 层 为 %#& @3%&7 $ 电弧电 压为 $1 @ %&A # 工艺 要 求 是 ( 先 焊 一 侧 腹 板 $ 然 后 再 翻 转 焊 另 一 侧 腹 板 $ 最 后焊 下 盖板 # 第 一 道 焊 缝 必 须 焊 透 $ 保 证 背 面 成 形 良好 # 焊接电流 % 电 弧 电 压 % 送 丝 速 度 和 焊 接 速 度 等可根 据 设备 型 号 调 节 #
" *选择焊 丝
焊丝的选择也很重 要# 在 国 外$ 尤 其 是 美 国% 日 本 等 $ 认 为 ) 低 强 匹 配 * 的焊接接 头 在 抗 裂 性 和 韧 性 方 面 具有一定的优势$ 而 ) 等 强 匹 配 * 可 能 造 成 超 强 结 果$ 使 焊 缝 区金 属 韧 性 和 抗 裂 性 能 下 降 $ 将 之 应 用 于 一 些 结 构 刚度 很 大 % 承 受 压应 力的 焊 缝 $ 认 为 可 以 满 足 使 用 要 求 # 但在 国 内 $ 一 般 情况 下 是 按 照 ) 等强 匹 配 * 原 则 选 择 焊接 材料 $ 即 焊 缝 金 属 的 力 学 性 能 要 与 母 材 的 相 当 $