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      現(xiàn)階段礦用卡車結(jié)構(gòu)件焊接技術(shù)應(yīng)用探討

      2018-12-27 06:00:06
      世界有色金屬 2018年20期
      關(guān)鍵詞:焊機(jī)結(jié)構(gòu)件礦用

      唐 飛

      (江銅集團(tuán)德興銅礦,江西 德興 334200)

      1 礦用卡車常見(jiàn)受損因素分析

      (1)設(shè)備因素??ㄜ囋O(shè)備的質(zhì)量直接影響著整個(gè)運(yùn)輸環(huán)節(jié)的順利實(shí)施。在礦山生產(chǎn)中,隨著生產(chǎn)和作業(yè)線的發(fā)展,運(yùn)輸線路要不斷移動(dòng),導(dǎo)致路況差,對(duì)運(yùn)輸設(shè)備影響大,容易造成疲勞損傷[1]。

      (2)人員因素。一般說(shuō)來(lái),人員因素從多方面影響著礦區(qū)卡車作業(yè)。尤其在當(dāng)前的礦山企業(yè)中,存在著技術(shù)人員缺乏、專業(yè)素質(zhì)低、適應(yīng)性差等現(xiàn)象,給運(yùn)輸作業(yè)帶來(lái)了極大的隱患[2]。

      (3)環(huán)境因素。通常,對(duì)卡車作業(yè)的環(huán)境因素分為軟環(huán)境和硬環(huán)境。其中,硬環(huán)境主要指開(kāi)采現(xiàn)場(chǎng)的客觀自然條件,而軟環(huán)境主要指礦山企業(yè)的相關(guān)規(guī)章制度等。此外,由于礦用卡車具有較強(qiáng)的專用性,受運(yùn)行環(huán)境的影響較大,卡車零部件易老化,而且容易出現(xiàn)暫時(shí)性的故障。

      2 礦用卡車大梁結(jié)構(gòu)件裂紋的原因及焊接技術(shù)應(yīng)用

      2.1 裂紋的原因

      大梁結(jié)構(gòu)作為卡車的主要骨架,主要由是厚度大于30毫米的微合金高強(qiáng)度鋼結(jié)構(gòu)件制成。不僅需要承受箱體自身的重力之外,還需要承受箱體裝載材料時(shí)的重量及在滿載時(shí)也承受巨大的載荷,一旦出現(xiàn)損壞,就容易對(duì)卡車的正常運(yùn)行造成極大的影響。在各種外力作用下,當(dāng)應(yīng)力集中超過(guò)材料的屈服強(qiáng)度時(shí),梁框架將發(fā)生局部塑性變形,此時(shí)構(gòu)件表面將產(chǎn)生微疲勞裂紋。

      2.2 裂紋修復(fù)焊接工藝

      ①焊接方法: 二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊、多向焊、多層多通道堆焊方法。②焊接設(shè)備及焊接參數(shù):主要采用Lincoln DC-600焊機(jī)及配套移動(dòng)送絲器保護(hù)純度大于99.9%的二氧化碳?xì)怏w。相關(guān)的焊接參數(shù):材料厚度≥30mm;焊絲直徑1.6mm;焊接電流:240A~280A;電弧電壓:23V~27 V ;送絲速度180/mm*min-1~220/mm*min-1;氣體流量15mm*min-1~18 mm*min-1。③裂紋處理 : 采用碳弧氣刨對(duì)裂紋兩側(cè)10毫米范圍內(nèi)的疲勞金屬進(jìn)行清理,制成對(duì)稱的“V”形槽,斷裂角約為50°,采用角磨和直磨進(jìn)行表面處理,直至金屬光澤。④焊前預(yù)熱與焊后熱處理: 大型結(jié)構(gòu)件焊接過(guò)程中,要合理的選擇焊接前的預(yù)熱溫度和焊接后的保溫溫度。并根據(jù)斗嘴唇的形狀和裂紋,采用履帶式加熱板對(duì)焊縫兩側(cè)150mm~200mm范圍內(nèi)的焊接前后進(jìn)行預(yù)熱保溫。⑤焊接流程:a.焊機(jī)用于打底焊接,焊后立即用風(fēng)鎬、扁鏟等工具敲擊焊縫,以釋放焊接應(yīng)力,有效去除焊縫間的雜質(zhì),如涂層。觀察焊縫是否開(kāi)裂,如果有開(kāi)裂就需要選擇合理的方式重新焊接。b.打底焊接完成后開(kāi)始多層多道焊接,焊接每完成一道焊縫都得進(jìn)行敲擊。c.在完成全部焊接后,用角拋光機(jī)對(duì)焊縫進(jìn)行拋光,以消除焊接缺陷[3]。

      3 礦用卡車廂斗開(kāi)裂原因及焊接技術(shù)應(yīng)用

      3.1 開(kāi)裂原因

      通常,在礦山采場(chǎng)中,大型礦用卡車主要用于運(yùn)輸巖石、黃土等材料。在裝卸物料過(guò)程中,由于鏟斗體積大,且某些巖塊載荷過(guò)大,當(dāng)鏟斗卸到貨車箱斗中時(shí),大塊體對(duì)鏟斗兩側(cè)和底板都產(chǎn)生很大的沖擊,從而使得鏟斗的承載能力大大提高。ld焊縫承受很大的張力,當(dāng)某些大石頭擊中箱斗的護(hù)板或外立板時(shí),對(duì)箱斗的沖擊較大。一旦這些外力超過(guò)桶形材料或焊縫的承載能力,就會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的變形甚至大面積開(kāi)裂。桶中使用的一些鋼含有過(guò)多的碳,并傾向于過(guò)多的硬化。特別是在圖1中,有較高的開(kāi)裂頻率。

      圖1 卡車廂斗結(jié)構(gòu)圖

      3.2 焊接方法分析

      通過(guò)對(duì)不同箱形斗的材料、應(yīng)力和損傷程度的分析,發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)件焊接工藝已不能滿足要求。只有采用散亂應(yīng)力點(diǎn)法對(duì)箱斗底板進(jìn)行保護(hù),確保箱斗底板之間的焊接區(qū)應(yīng)力在屈服極限以內(nèi),才能使箱斗底板或焊接區(qū)產(chǎn)生裂紋或斷裂。箱桶是可以避免的。

      3.3 裂紋修復(fù)工藝及焊接技術(shù)

      (1)焊接方法: 電極采用手工焊接和多向焊接,采用多層和多堆焊方法。

      (2)焊材:選擇綜合力學(xué)性能較好的Lincoln 8018ci。

      (3)焊接設(shè)備及焊接參數(shù):采用Lincoln DC-600直流焊機(jī),相關(guān)焊接參數(shù):材料厚度≤10mm;焊絲直徑3.2、4mm;焊接電流:100A~130A、135A~150A;烘干時(shí)間:2h;焊接厚度:2mm~4mm、3mm~5mm。

      (4)裂紋處理: 用碳弧氣刨清除裂紋兩側(cè)的疲勞金屬,制作V形槽,用角磨和直磨對(duì)槽進(jìn)行表面處理,直至金屬光澤、槽面平整度被修整,拉深筋中銹蝕等雜質(zhì)。

      (5)焊前預(yù)熱與焊后熱處理:在大型結(jié)構(gòu)件的焊接過(guò)程中,要科學(xué)的選擇焊接前的預(yù)熱溫度和焊接后的保溫溫度。并根據(jù)裂紋的外形,采用氧乙炔火焰加熱法對(duì)焊縫兩側(cè)10毫米范圍內(nèi)的焊接前后進(jìn)行預(yù)熱保溫。

      (6)焊接流程:①一臺(tái)焊機(jī)打底焊接。焊接結(jié)束后,采用氣動(dòng)鎬和平鏟,能很好地釋放焊接應(yīng)力,有效去除焊縫間的雜質(zhì),如涂層。觀察焊縫是否開(kāi)裂,如果有,消除缺陷,選擇合理的方式重新焊接。②在底焊完成后,開(kāi)始多層和多通道焊接。每個(gè)焊縫都必須錘打。③采用角磨機(jī)磨削所有焊縫,消除焊點(diǎn)等焊接缺陷,使焊接應(yīng)力分布均勻,避免產(chǎn)生延遲裂紋。

      4 結(jié)語(yǔ)

      總之,作為礦山運(yùn)輸?shù)闹匾O(shè)備,隨著礦山生產(chǎn)工作量的增加,卡車全年以高頻、高負(fù)荷運(yùn)行,導(dǎo)致卡車重要結(jié)構(gòu)件產(chǎn)生裂紋甚至損壞。因此,加強(qiáng)卡車重要結(jié)構(gòu)件的焊接和維修,降低由于卡車結(jié)構(gòu)件異常損壞而導(dǎo)致的卡車出貨率,從而影響礦山企業(yè)的正常生產(chǎn)效率,已成為中我國(guó)礦山企業(yè)亟待探索的問(wèn)題。

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