壓路機(jī)激振器焊接工藝優(yōu)化改進(jìn)

■ 郭超，張瑞臣，郭亮，劉新華，姜興康

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1. 概述

壓路機(jī)屬于道路施工及維護(hù)中一種路面壓實(shí)設(shè)備，大部分結(jié)構(gòu)件為不同板厚的鋼板焊接而成。激振器（見圖1）是壓路機(jī)鋼輪上的一種關(guān)鍵核心部件，能引起鋼輪振動，并且能調(diào)節(jié)鋼輪激振力的大小，其結(jié)構(gòu)是由左、右固定偏心塊、中間活動偏心塊及花鍵軸焊接而成，所以在實(shí)際制造過程中，焊接質(zhì)量直接影響整機(jī)性能以及鋼輪的壽命，焊接就是一道關(guān)鍵工序，在焊接后需要進(jìn)行嚴(yán)格的探傷、外觀檢查。目前我公司的激振器焊接過程中焊縫的內(nèi)部易出現(xiàn)未焊透，外部易出現(xiàn)焊瘤、未熔合、焊腳大小不一致現(xiàn)象，經(jīng)常返工進(jìn)行刨開、焊補(bǔ)，合格率低。焊接工序是激振器生產(chǎn)制造過程中耗時(shí)最長的工序，嚴(yán)重制約著焊接質(zhì)量和生產(chǎn)效率，工人勞動強(qiáng)度大。隨著國家路面建設(shè)及維護(hù)的大力發(fā)展，壓路機(jī)制造企業(yè)之間的價(jià)格競爭越來越激烈，各企業(yè)都在開展降本增效活動，所以激振器的焊接工藝亟待提升。

圖1 激振器結(jié)構(gòu)示意1. 左偏心塊 2. 活動偏心塊 3. 右偏心塊4. 花鍵軸

2. 傳統(tǒng)焊接工藝

圖2 激振器人工焊接示意

焊接參數(shù)

傳統(tǒng)的壓路機(jī)激振器焊接（具體焊接參數(shù)見附表）工藝是將左、右偏心塊（Q235）和花鍵軸（45號鋼）在工裝上組對并定位焊牢固，然后吊放至焊接支架上進(jìn)行人工焊接（見圖2）。根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)實(shí)際，45號鋼的焊接需要采取預(yù)熱措施，預(yù)熱溫度為150～250℃，并且采用目前工程機(jī)械應(yīng)用最廣泛的CO2氣體保護(hù)焊進(jìn)行焊接，焊絲干伸長在15～20mm之間，控制焊接的熱輸入。

這種手工焊接工藝存在缺點(diǎn)如下：

第一，焊接質(zhì)量差。焊接方式只能進(jìn)行角焊縫轉(zhuǎn)圈平焊，焊接質(zhì)量不易控制，焊接后易出現(xiàn)咬邊、表面焊瘤以及焊腳大小不一致等缺陷（見圖3）。

第二，焊接效率低。一組激振器需要人工焊180min左右，焊完還要焊縫修磨和焊補(bǔ)40min，可見人工焊接效率很低。

第三，工人勞動強(qiáng)度大。在進(jìn)行焊接操作時(shí)，花鍵軸與偏心塊之間有坡口，需要先打底焊，然后再蓋面焊，工人需轉(zhuǎn)圈長時(shí)間焊接，有時(shí)還需要彎腰焊接，勞動強(qiáng)度很大。

第四，人身危害性大。在焊接時(shí)，正處于焊接煙塵上方，焊接時(shí)產(chǎn)生大量的有毒氣體，工人吸入后影響身體健康。

3. 激振器焊接工藝提升

壓路機(jī)激振器上有兩道圓周焊縫，并且是帶有坡口的焊接接頭，為保證坡口處能焊透，提高焊接強(qiáng)度質(zhì)量，考慮實(shí)現(xiàn)自動化船型焊縫焊接。經(jīng)過前期的方案設(shè)計(jì)、評審，最終確定利用小型變位機(jī)結(jié)合裝夾工裝將激振器固定在變位機(jī)上，自動旋轉(zhuǎn)。變位機(jī)臺面上刻有間隔分布均勻的定位線，并設(shè)有T型槽，可方便安裝定位工裝，工作臺在120°內(nèi)翻轉(zhuǎn)，360°內(nèi)旋轉(zhuǎn)，機(jī)體采用坐式機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)裝夾工裝和焊槍支撐架，將工裝牢固的固定在變位機(jī)的工作臺面上，然后激振器放入工裝內(nèi)固定，翻轉(zhuǎn)至船型焊縫位置進(jìn)行焊接（見圖4），并且焊縫在360°范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)過程中能控制在同一位置。

依然采用CO2氣體保護(hù)焊，焊前預(yù)熱溫度為150～250℃，焊絲干伸長在15～20mm之間，控制焊接的熱輸入，具體焊接參數(shù)按照附表執(zhí)行。

激振器焊接工藝提升后的優(yōu)點(diǎn)如下：

第一，通過變位機(jī)翻轉(zhuǎn)能保證進(jìn)行船型焊縫焊接，確保坡口焊透，熔深達(dá)1.5mm，從而提高焊接質(zhì)量。

第二，可實(shí)現(xiàn)自動化焊接，降低勞動強(qiáng)度。將焊槍固定在支架上，能夠控制焊絲與焊縫保持在同一位置，焊接質(zhì)量得到了有效控制。

第三，提高工作效率。利用變位機(jī)的穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)，控制焊接速度，可由原來的180min降低至80min，而且焊接質(zhì)量提高，人工修磨焊補(bǔ)焊縫時(shí)間也由原來的40min降低至了10min，這樣大大提高了焊接效率。

圖3 焊接缺陷

第四，減少了焊接煙塵對人身造成的危害。在焊接操作時(shí)，避免了人工正處于焊接煙塵上方，焊接時(shí)產(chǎn)生大量的有毒氣體就不會直接進(jìn)入人體內(nèi)，保證了焊工的身體健康。

圖4 激振器自動化焊接示意

4. 結(jié)語

激振器的焊接方法改善后有明顯的效果，實(shí)現(xiàn)了自動化焊接，提高了焊接質(zhì)量和焊接效率，同時(shí)保證了焊工身體健康，對企業(yè)帶來了巨大的收益。

經(jīng)濟(jì)形勢新常態(tài)下，制造業(yè)正面臨著越來越激烈的競爭，越來越多的工程機(jī)械企業(yè)相繼崛起，產(chǎn)品價(jià)格打壓力度大，加上顧客需求的多元化、個(gè)性化、急切化、挑剔化，都要求企業(yè)更加關(guān)注提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)運(yùn)營成本。

本文研究通過改進(jìn)激振器的焊接工藝，實(shí)現(xiàn)了自動化焊接，降低了工人勞動強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)保證了焊工身體健康。