蔡健 張寧寧 唐鈺
摘 要:我單位自主研發(fā)的掘進機主體結(jié)構(gòu)為焊接鋼結(jié)構(gòu),焊接方式采用二氧化碳氣體保護焊。對于重大的鋼結(jié)構(gòu),焊接工藝起著重要的作用。產(chǎn)品在客戶工作中出現(xiàn)了一些問題,這就需要做些工藝分析以及對出現(xiàn)的問題做些預(yù)防措施。
關(guān)鍵詞:焊接結(jié)構(gòu);二氧化碳氣體保護焊;工藝分析;預(yù)防措施
中圖分類號:TG316 文獻標識碼:A
一、掘進機簡介
掘進機由切割部、鏟板部、第一運輸機、本體部、行走部、后支撐、液壓系統(tǒng)、水系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)構(gòu)成。通過電氣系統(tǒng)與液壓系統(tǒng)配合操作,可自如實現(xiàn)整機的各項生產(chǎn)作業(yè)。本文討論的是我單位自主研發(fā)生產(chǎn)銷往陜西弘建煤礦的EBZ320掘進機。
其中本體部位于機體的中部,主要由回轉(zhuǎn)臺1、回轉(zhuǎn)支承2、本體架3組成,如圖1所示。回轉(zhuǎn)臺采用整體焊接結(jié)構(gòu),主要結(jié)構(gòu)件為厚鋼板,前面上部回轉(zhuǎn)臺裝有切割部,中間通過回轉(zhuǎn)支承與本體架連接在一起。整體重量1.3t?;剞D(zhuǎn)臺熱加工采用二氧化碳氣體保護焊的焊接方式。
二、回轉(zhuǎn)臺開裂分析
圖1是陜西弘建煤礦的EBZ320掘進機上的回轉(zhuǎn)臺,經(jīng)過一段時間的工作,焊接處出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。為了產(chǎn)品的更好發(fā)展,必須做下系統(tǒng)分析,找到原因,解決問題。
從材料角度上做工藝分析,對于圖號為J2-0401其結(jié)構(gòu)由材料Q345和Q235焊接而成。件1、件2、件3、件5材料為Q345;其余件為Q235。
其碳當(dāng)量大約為0.49%,可焊性不好,所以焊接時需謹慎,焊接前必須預(yù)熱。由于是兩種材料焊接而成,對于異種鋼焊接從焊接工藝上考慮,焊接參數(shù)就高不就低,方法上就低不就高。
圖2件15(Q235)與件2(Q345)焊縫處產(chǎn)生了焊縫開裂。焊前未預(yù)熱或預(yù)熱未達到標準會產(chǎn)生裂紋。
從焊接方法上分析,組立后長時間放在陰暗潮濕的環(huán)境下鋼結(jié)構(gòu)容易生銹,焊前必須除銹和除油。無論什么結(jié)構(gòu)的多厚的焊件采用大電流高速度焊接是不可行的,必須采用合理的焊接參數(shù)去焊接。
從結(jié)構(gòu)上分析,如圖3所示由件1、件2、件11、件13、件14、件15(背側(cè))組成的一個封閉的腔體,圖4為去除件15后的腔體,可看到其焊縫結(jié)構(gòu)。在熱處理退火消除應(yīng)力的程序后,會給內(nèi)部周邊的焊縫帶來應(yīng)力,會產(chǎn)生冷裂紋,長時間工作延遲裂紋會生效,亦可導(dǎo)致開裂。造成Q345相關(guān)部分開裂的裂紋主要是冷裂紋,冷裂紋主要產(chǎn)生部位在熱影響區(qū)以及焊縫金屬內(nèi)。
由于空腔內(nèi)應(yīng)力集中會導(dǎo)致空腔內(nèi)邊緣的焊縫承受很大的應(yīng)力后開裂。同時,經(jīng)過熱處理的過程,很可能產(chǎn)生再熱裂紋,為了防止這種裂紋的產(chǎn)生,首先從設(shè)計角度考慮選擇再熱裂紋敏感性低的材料,其次從結(jié)構(gòu)上要盡量減少近縫區(qū)的內(nèi)應(yīng)力和應(yīng)力集中。
三、正確加工回轉(zhuǎn)臺
工人需要按照專業(yè)的焊接工藝方案施工。
焊接流程:點固焊→預(yù)熱→里口施焊→背部清根→外口施焊→里口施焊→自檢/專檢→焊后熱處理→無損檢驗(焊縫質(zhì)量合格)
防止開裂的措施包括:①降低焊縫中的含氫量,嚴格烘干焊接材料;②合理的預(yù)熱及后熱;③選用碳當(dāng)量較低的原材料;④設(shè)計結(jié)構(gòu)時,避免應(yīng)力集中;⑤采用合理的焊接方法焊接。
參考文獻
[1]張汝春,張文博.S200M型掘進機回轉(zhuǎn)臺鑄造工藝探討[J].煤礦機械,2005(03):64-66.