减少大型结构件焊接变形的工艺对策

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1、总装工程兵驻天津地区军代表室许德强杨宏伟摘要：针对工程机械中大型结构件的焊接变形问题进行了理论上的探讨，并在长期积累的工艺实践基础上，提出了减少工程机械大型结构件焊接变形的工艺对策。关键词：变形残余应力热场均衡大型结构件是工程机械产品的骨骼，也是厂然后焊接而成。该件在整机装配时需与发动机、家设计水平的体现和制造水平的反映。由于结构变速器、司机室、驱动桥等部件相连接，其工艺件在承载能力、外观造型及实现产品功能上的重要求为：基础面平面度≤3衄，扭曲度≤5衄，要作用，在工程机械产品的设计和制造中应特别垂直度≤2．5衄。按传统方式焊接后，一般情况予以重视。

2、下变形为：扭曲度10-30衄，平面度5-8衄，大型结构件因为体形庞大，焊接部位多，部垂直度5-10衄，横向孔组的中心距超差，如后分尺寸精度和位置精度要求较高，支承起来难度桥安装距720mm+0．5衄，焊后变为720mm+2较大，尤其是整体变形问题，一直是困扰工艺人删[n。虽在焊后经过整形工序，但变形量相对装配员的一大难题。本文主要结合中外建发展股份有要求仍然偏大，造成该件返修率较大，以致后来限公司生产的平地机、装载机典型结构件的工艺采用“配焊”、“垫板调整”等落后工艺进行调实际，对大型结构件的焊接变形情况和原因进行整。了分析，并提出了一些控制变形的

3、工艺对策。1．2ZL5OC型装载机动臂的变形该件为H形大型结构件(见图2)，外形尺寸l大型结构件变形的典型实例及危害为2800mmxl200minx800衄，制造方式为支座1．1PY16oC型平地机后机架的变形组件与两动臂板合拢后进行大截面角缝焊接。其后机架是PY160C型平地机最大的结构件(见焊接方式为3层6道焊缝连续焊接。该件是装载图1)，该件外形尺寸为3300mmxl100minx800机作业时铲斗运动的关键支撑件，其工艺规程要衄，由72个零件组成，属于框架特征的大型结求尺寸口与b相对中心线的对称度为1．5mm；A、构件，其制造方式为多个零件

4、上胎合拢、拼点，B、C、D各组孔的中心线平行度为1．0衄；各组孔同轴度为0．5衄。按上述方式焊接后主要变形为支座出现旁弯，通常引起尺寸b偏小8-15衄，尺寸口与b对称度超差1．5～2衄，尺寸口与b各自的中心线不平行，两中心线出现2。～3。的夹角，造成动臂变形，长时间作业时整机会出现铲斗失稳现象。2结构件变形的理论分析工程机械结构件主要是由冷、热轧钢板、型钢及它们的成形件装焊而成，图1PY16oC平地机后机架．-——40．--——缸栈2OO3(02)产生了残余应力，它残存在母材中，不但引起构件变形还将影响构件的使用性能和质量。3克服结构件变形的工艺措

5、施3．1平地机后机架的变形纠正传统方法采用火焰加外力来解决—一I’)6：Qd．～PY160C型平地机后机架的扭曲变形。l＼焊缝2’—4一把该件平放在工作平台上，将其两个角0或三个角垫起，并使其与工作台紧固，J!lI广l1殳用火焰加热应力集中区域，再用机械方1一LIu法拉动悬空的角，以达到矫正扭曲的目D‘lI，焊缝1的。但是当我们在矫正其它次要变形厂==#=、．／．～一时，扭曲变形又重新出现。这种反复矫A《一一C正的方法，不但耗费了大量的人力、物圈2ZLSOC装载机动臂力而且仍会使工件产生新的残余应力，留下了产品材质主要为低合金结构钢。从结构件制造工

6、艺来后期变形的潜在危险。看，造成大型结构件变形的原因，主要来自三个方通过不断的实践探索，我们对后机架的工艺进面：即焊接热应力、残余应力和外力。行了重新审定，实施了一套“先部件，后总成”的2．1焊接热应力变形治本之路，即将整个后机架分为轴承座、左梁、右工件在焊接过程中，对金属材料是一种不均匀梁三个部件，每个部件下又分若干次部件，再下一的加热和冷却。焊接时，加热的热源是移动的高温层是零件，装焊并整形的次序是：零件一次部件一电弧，焊缝和热影响区金属温度很高，金属受热膨部件一后机架总成。这种方法实际上是把后机架一胀，但又受到常温金属的阻碍和抑制，便产生了压

7、次焊接所承受的全部热量与变形，分散到前序逐级缩塑性变形。结构件的焊接变形程度与施焊时热源削弱，并分部件进行矫正变形，以减少总装后的变的输入能量成正比。形。按此种工艺制作的后机架变形很小，由于我们2．2残余应力变形根除了最严重的扭曲变形，使该件整形时非常轻松残余应力主要为焊接残余应力和成形加工残余地达到了图纸要求。应力，当工件某一部位施焊结束后，其焊缝金属由3．2克服装载机动臂总成的变形膨胀转为收缩，但其又受到常温金属的限制，这时我们从三方面采取措施来克服动臂的焊接变便产生了焊接残余应力。成形加工残余应力主要是形：首先是采取增加约束的办法来限制动臂的

8、变因为工件受工艺性外力而引起，如工件自由弯曲成形。即在距支座200m—m处设置两个可调支杆，从形时不得法；钢板校平辗压次数