伸缩臂焊接工艺的探究

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1、伸缩臂焊接工艺的探究【摘要】本文对承受载荷较大、设计和装配精度要求较高的关键部件结构进行了工艺分析，提出了解决T形拼接结构件控制焊接变形的方法。【关键词】拼接；焊接工艺；焊接变形1、伸缩臂结构与焊接工艺分析伸缩臂总体结构为T形梁结构，由于结构上焊缝布置不对称，因为不均匀加热和冷却，焊缝的纵向收缩或横向收缩所产生焊后两端翘起的变形，即产生弯曲变形；同时因为在制造过程中受成型设备限制而采用拼接形式，造成焊缝增多，拼接时焊缝刚性不足，焊接变形量大，不易控制的问题进行工艺分析，提出了解决焊接变形的控制方法。（1）伸缩臂

2、组成主要包扌舌：堵板（件1）、U型板（件2）、盖板（件3）等，总长度超过4m,伸缩臂结构主要由以上儿种零件焊接而成（如图1所示），焊接后因外形长度方向的各个平面尺寸不易通过机械加工来实现，同时由于它的工作状态要求在另一零件腔体内往复运动时不得有卡滞现象，而且与另一零件的四处内壁的装配间隙尺寸非常小，这就要求U型板与盖板的截面尺寸和直线度制造精度要求较高，既U型板与盖板的截面尺寸中中心线严格对齐、长度方向要保证图中所示尺寸公差要求。所以生产中采取合理的焊接丁艺方法防止焊接变形显得【分重要。（2）U型板成型工艺分析

3、虽然U型板的成型尽可能的选择一次成型，但是由于U型板所选材料屈服极限高、端部的宽高比较小，零件总长度超过4m,在实际生产中考虑产品批量、模具设计制造条件选择两次V型折弯成型，现有数控折弯设备在成型加工过程屮U型板的最高端容易与上压弯模具产生干涉而无法达到设计图样需耍的外形尺寸，所以需要将U型板分段折弯后进行拼焊，为保证伸缩臂的强度和刚度，控制装配尺寸及减小焊接变形，保证焊后产品质量符合设计图样要求，又能有良好的焊接性能，将u型零件分三段下料，即拆分为一件两端対称等高的小u形板件和两件尺寸大小相同的耳板零件，分段

4、拼焊的位置如图1所示，拼焊位置定于弯臂处，这样使拆分成的小U型板在保证长度方向直边高度尺寸在进行机械加工时有良好的加工工艺性。(3)坡口的准备拼焊的位置确定后，就需要考虑确定拼接处坡口形式，一般来说，结构焊缝长度越长，坡口角度越大，坡口的根部间隙越大，产生的变形就越大。考虑保证电焊操作工施焊方便和结构的强度要求，U型板的厚度为12mm,板厚相对较薄，易采用V形坡口。将V型坡口加工方向向外，因为零件整体强度和刚度需要保证焊透，因此焊接时焊缝要求质量较高，如果根部未完全熔透，坡口背面焊道成形不良，在未熔合夹渣等缺陷

5、处会引起应力集屮，降低焊接强度，缩短使用寿命。通过焊接试验，坡口角度为50°,组对留间隙3mm,坡口的钝边为2mm,组对错边量^0.2mm,其坡口形式如图1所示，通过机械加工把三件零件拼焊处加工成V形坡口，为了避免影响组对间隙及尺寸，机加工结束后应使用锂刀去除坡口部位的尖角和毛刺,2、组对、焊接工艺分析伸缩臂的焊缝包括需要拼接的u型板焊缝集中在零件中性轴一侧，焊缝较多，焊接时会产生较大的焊接应力，如图1屮所示。由于焊件不均匀的忌部加热和冷却，因此焊缝的纵向和横向收缩容易引起弯曲变形，为避免焊接时尤其是耳板与u型

6、板拼焊时产生错边，影响拼接后零件的平面度和平行度要求，为保证零件尺寸精度，合理的工艺规程设计及焊接工装夹具设计对于保证零件的加工精度，缩短辅助时间，提高劳动生产率，降低牛产成本，以及减轻工人的劳动强度和降低对工人的技术要求冇着十分重耍的意义。主要采取以下工艺措施：制作专用组装、焊接工装夹具，利用刚性夹具和辅助支撑减少焊接变形；合理安排焊接组装顺序及焊接顺序；焊接工艺规程的优化；焊后对弯曲变形部位进行矫直工艺措施。(1)专用组装、焊接工装设计与使用在零件的焊接过程中，为防止焊接变形使用刚性夹具十分重耍。零件的加工

7、质量与加工工艺、正确的定位及焊接夹具有着直接的关系，首先对该零件的结构及焊接变形进行了分析，根据伸缩臂的变形、受力情况，合理设置压紧点，减小焊接变形。在此基础上对专用工装夹具进行设计，确保方便实用可靠，保证零件焊接质量。焊接组对、焊接工装主要由平台、肓介定位靠铁、夹紧用楔铁、压紧螺栓、定位心轴等零件组成，通过基准转化，实现工件在其上的精确定位和对变形的控制。焊后松开螺栓，即可方便卸下，取出零件。(2)焊接组对顺序焊接组对顺序：先将拆分后的小U型板与件2盖板组对、焊接；再进行耳板与组件1之间拼接。小u型板与件2盖

8、板组对、焊接：划线易出现尺寸超差、足位不可靠、效率低等问题。通过组装工装，转化了工艺基准，降低了组装难度，保证两组件的中心在长度方向能够对齐。将盖板组件、小u型板按示意图2依次放在焊接组对工装上，用压紧螺栓、楔铁调整弯板与靠铁、挡板（工艺挡铁控制）贴紧，固定在焊接夹具中，先进行定位焊，利于减少焊接变形。检验小u形板两平行平面平行度，开描尺寸正确后对称点焊牢固。在压紧状态焊成两条纵缝。我