工程机械常见焊接开裂与修复技术.doc

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1、工程机械常见焊接件开裂与修复技术焊接件是各类工程机械设备结构中的重要组成部分。在施工作业过程中，焊接件开裂是设备常见故障之一。焊接开裂时，会影响设备正常运行，甚至造成无法作业，导致停工。对工程机械常见焊接件开裂与修复技术的研究，是设计、工艺与维修人员密切关注的课题。随着工程机械焊接结构趋向于高参数、大型化、耐磨、重载、轻量化的方向发展，焊接构件制造也不断应用新材料、新工艺、新技术。焊接构件不仅要满足产品设计性能、参数要求，还要求焊接接头具备更高的可靠性，同样对焊接件开裂预防与修复技术也要求更加严格。1焊接开裂的基本原因企业在产品结构件设

2、计、加工、检验等过程建立了有效的质量控制体系，力求提高焊接接头性能，达到预防、消除焊接缺欠，保证焊缝可靠性的目标。但是，焊接由于其自身的特点而被视为“特殊过程”。这是因为焊接作为一种热加工技术，其随后的检验根本无法充分验证其加工结果，不能完全控制与了解焊接接头性能是否达到了预期的要求。事实上，所有的焊接产品都是带着这种未知的“问号”进入用户的手中运行和使用。在设备作业运行中，当构件受到冲击、拉压、扭转、弯曲载荷与过载、震动、环境温度变化等复杂工况时，避免不了形成裂纹，裂纹逐渐扩展导致焊接开裂直至构件断开失效。所以这种“特殊过程”的缘故，

3、造成焊接接头性能的不稳定性，导致接头强度下降，是焊接开裂的基本原因。2焊接件类别与焊接开裂分析工程机械产品品种繁多、焊接件几何形状复杂，尺寸、重量相差悬殊，工序长短和复杂程度也各不相同。大都是采用焊条电弧焊、气体保护焊、埋弧焊等焊接工艺方法。对工程机械产品焊接件分类并进行开裂分析：2.1按焊接件结构特点，见表一。表一：类别部件举例结构特征构成特征与焊接性焊接开裂状况薄板焊接件发动机挡板、燃油箱、驾驶室等。板厚≤4mm的板材、型材、加工件、螺栓、螺母类紧固件等组焊而成。材料品种少，强度中等，焊接性良好少铸（锻）－板焊接件推土机机架-后桥箱

4、焊接、铲刀、拱形架、松土架；装载机前、后车架、动臂、铲斗；推土机、挖掘机行走架；挖掘机、装载机动臂等。板厚≥6mm的板材、型材、铸、锻件等组焊而成。材料种类多，强度、刚度级别较高，焊接性复杂常见焊接管路液压硬管由管材、法兰、接头等加工件组焊而成。材料品种少，强度中等，焊接性良好较少2.2按焊接件功能，见表二。表二类别部件举例结构特征构成特征与焊接性焊接开裂状况主体车架推土机机架-后桥箱焊接；装载机前、后车架；挖掘机车架。由中、厚板、型材、铸、锻件等组焊而成材料品种少，强度、刚度中等，焊接性良好较少行走台架推土机、挖掘机行走架工作装置拱形

5、架、铲刀、铲斗、松土器、动臂等。材料种类多，强度级别较高，焊接性复杂常见防护件推土机前保护板、防翻保护架等。材料品种少，强度中等，焊接性良好少操作杆件制动、液压控制操纵杆件。由板材、型材、铸、锻件等组焊而成材料品种少，强度中等，焊接性良好少覆盖件由薄板、型材、铸、锻件等组焊而成发动机挡板。材料品种少，强度中等，焊接性良好少连接座架各类连接、支撑座架等由中、厚板、型材、等组焊而成材料品种少，强度中等，焊接性良好少驾驶室驾驶室、司机棚由板材、型材等组焊而成材料品种少，强度中等，焊接性良好较少液压部件液压控制箱、油缸、液压硬管、油箱由板材、型

6、材、铸、锻件等组焊而成材料品种少，强度中等，焊接性良好少2.3按钢材强度级别，见表三。钢材强度级别抗拉强度σb/MPa部件类别部件举例常用钢材牌号焊接开裂状况≤500覆盖件、驾驶室、连接座架。发动机挡板、驾驶室Q235、20、08少≥500～≤600主体车架、行走台架、液压部件推土机机架-后桥箱焊接；装载机前、后车架；推土机、挖掘机行走架。Q235、Q345较少≥600～≤1100工作装置推土机铲刀、松土架；装载机、挖掘机铲斗、动臂等。Q345、45、HQ70、1E860、65Mn、HQ100常见表三通过以上对焊接件分类与焊接开裂的分析

7、可以看出，焊接件开裂主要集中在工作装置类构件。这是因为此类焊接件不仅结构复杂、承受大的工作载荷，抗变形能力差，而且采用的钢材品种多、强度级别高，焊接施工难度大。是常见易开裂的焊接件。3焊接件常见裂纹与开裂的特点3.1氢致裂纹这是一种最常见的冷裂纹。它往往不是焊后立即出现，而有一段孕育期，延迟一段时间才产生，亦称延迟裂纹。这种延迟现象主要由氢引起，因此又称氢致延迟裂纹，或简称氢致裂纹、氢裂纹。氢致裂纹开裂部位：对于强度不很高的碳钢与合金结构钢焊接接头，往往先在热影响区粗晶区开裂，扩展到其他区域；强度很高时往往先在焊缝区开裂，扩展到热影响区

8、。按开裂位置可分为：焊缝金属裂纹、热影响区裂纹；按相对焊缝的启裂和扩展位置，热影响区氢致裂纹通常有三种形态和部位：⑴焊趾裂纹一般起源于焊缝趾部（焊缝表面与热影响区交界处）具有明显应力集中的地方，再向热影响区