挖掘機(jī)左右車(chē)架焊接變形控制

賈德厚

1. 概述

左右車(chē)架是挖掘機(jī)上車(chē)架的組成部分，挖掘機(jī)的工作油箱、液壓油箱、水箱、駕駛室及車(chē)身外罩等零部件與之連接，并承載其重量。在該機(jī)型小批量試制時(shí)發(fā)現(xiàn)，左右車(chē)架C型板長(zhǎng)梁直線(xiàn)度出現(xiàn)了不同程度的超差。其中長(zhǎng)梁兩端與中部的最大彎曲量達(dá)到了16mm，而設(shè)計(jì)要求直線(xiàn)度≤3mm。為了解決這個(gè)問(wèn)題，我們?cè)诜治隽俗笥臆?chē)架、焊接變位機(jī)具體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以及焊后變形規(guī)律后，決定采取反變形方法來(lái)糾正焊接引起的變形。經(jīng)過(guò)我們多次試驗(yàn)，最終使C型板長(zhǎng)梁直線(xiàn)度達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

2. 左右車(chē)架焊接變形分析

（1）左右車(chē)架結(jié)構(gòu) 左右車(chē)架較長(zhǎng)的外端邊分別由一條2m多長(zhǎng)的折彎C型板長(zhǎng)梁和多個(gè)短橫板組成（見(jiàn)圖1、圖2）。其中短橫板按照設(shè)計(jì)圖樣要求分別與C型板長(zhǎng)梁進(jìn)行焊接，其中短橫板一端在組裝時(shí)插入C型板內(nèi)，另一端懸空。待左、右車(chē)架各自分別焊接完成后，其短橫板的懸空端再與中框架左右立板分別拼裝焊接。

圖1 左車(chē)架結(jié)構(gòu)

圖2 右車(chē)架結(jié)構(gòu)

（2）焊接變位機(jī) 左右車(chē)架經(jīng)組裝合格后，在3m多長(zhǎng)且能進(jìn)行360°旋轉(zhuǎn)的兩根U型梁焊接變位機(jī)上進(jìn)行焊接，C型板長(zhǎng)梁懸空放在變位機(jī)機(jī)體的長(zhǎng)梁上，短橫梁搭在變位機(jī)的右側(cè)梁上，左右車(chē)架的前后端及中部再由各自?shī)A具壓緊。由于變位機(jī)僅起壓緊工件和方便焊工焊接操作作用，所以焊工往往按照工藝要求根據(jù)焊接工藝順序調(diào)節(jié)變位機(jī)的角度，從而使工件的焊縫位置達(dá)到平位焊接方式的要求。

（3）焊接變形 左右車(chē)架由于其自身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)，C型板長(zhǎng)梁板總長(zhǎng)為2 850mm，且板較?。?mm），剛性差，所以焊接完成后極易造成C型板長(zhǎng)梁發(fā)生焊后彎曲變形，從而導(dǎo)致C型板長(zhǎng)梁側(cè)焊后直線(xiàn)度嚴(yán)重超差。我們對(duì)前期的8臺(tái)份C型板長(zhǎng)梁焊后用平板尺測(cè)量，左右車(chē)架C型板長(zhǎng)梁直線(xiàn)度出現(xiàn)了不同程度的超差，其中長(zhǎng)梁兩端與中部的最大彎曲量達(dá)到了16mm（左右C型板長(zhǎng)梁具體檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)圖3）。

3. 焊接變形控制措施

（1）焊接變位機(jī)的改造 為了能有效控制C型板長(zhǎng)梁的焊后直線(xiàn)度要求，結(jié)合焊接變位機(jī)自身的實(shí)際構(gòu)造情況，我們用改造焊接變位機(jī)的辦法實(shí)現(xiàn)反變形來(lái)控制C型板長(zhǎng)梁的焊后直線(xiàn)度，使之達(dá)到設(shè)計(jì)要求。具體方法是在焊接變位機(jī)自身夾緊的梁上各焊裝一塊搭子，以保證兩搭子外側(cè)之間形成的直線(xiàn)與裝夾的C型板長(zhǎng)梁平行，再在焊接變位機(jī)的中部焊接一個(gè)加緊裝置，以保證反變形措施的實(shí)施（焊接變位機(jī)改造見(jiàn)圖4）。

（2）反變形控制措施 左右車(chē)架在焊接前將C型板長(zhǎng)梁的底端與兩個(gè)搭子靠實(shí)，測(cè)量夾緊裝置自由狀態(tài)螺桿伸出的長(zhǎng)度尺寸；再用焊接變位機(jī)中間夾緊裝置對(duì)C型長(zhǎng)梁進(jìn)行反變形加力，并測(cè)量夾緊后螺桿伸出的長(zhǎng)度尺寸。整個(gè)左右車(chē)架焊接完成后再用平板尺檢測(cè)車(chē)架C型長(zhǎng)梁的直線(xiàn)度。重復(fù)上述操作，反復(fù)調(diào)整夾緊力，找出保證C型板長(zhǎng)梁直線(xiàn)度要求的夾緊尺寸范圍，定能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。左右車(chē)架焊接操作如圖5所示。

4. 反變形措施實(shí)施效果

反變形控制措施實(shí)施效果如附表所示。從表中結(jié)果看，當(dāng)用焊接變位機(jī)中間夾緊裝置對(duì)C型長(zhǎng)梁進(jìn)行反變形加力，使螺桿伸出的長(zhǎng)度尺寸與夾緊裝置自由狀態(tài)螺桿伸出的長(zhǎng)度為5mm時(shí)，左右框架焊后C型板梁直線(xiàn)度就可以完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求（見(jiàn)圖6）。

5. 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)焊接變位機(jī)的改造和試驗(yàn)驗(yàn)證，最終用反變形法實(shí)現(xiàn)了左右車(chē)架C型板長(zhǎng)梁的焊接變形控制，保證了圖樣的設(shè)計(jì)要求。同時(shí)通過(guò)多次試驗(yàn)的數(shù)據(jù)分析，最終確立了左右車(chē)架焊前的反變形控制量。給操作者在實(shí)現(xiàn)C型板長(zhǎng)梁直線(xiàn)度控制方面提供了操作依據(jù)，也為以后類(lèi)似問(wèn)題的解決，提供了正確的思路和經(jīng)驗(yàn)。

圖3 C型板長(zhǎng)梁焊后彎曲

圖4 焊接變位機(jī)改造

圖5 左右車(chē)架改善后操作

圖6 C型長(zhǎng)梁反變形后的直線(xiàn)度

反變形控制措施實(shí)施后試驗(yàn)數(shù)據(jù) （mm）

[1] 史光遠(yuǎn).焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造[M].北京：黃河水利出版社，2006：8.

[2] 陳煥明.焊接工裝設(shè)計(jì)[M].北京：航空工業(yè)出版社，2006：8.