挖掘机薄板结构件焊接变形分析及控制方法

发表时间:2020/11/23   来源:《工程管理前沿》2020年8月23期   作者:张瞳
[导读] 常温下,挖掘机金属结构是稳定的,但在焊接过程中,受热部位会产生焊接应力和变形,这种情况如不采取措施控制,产品质量将得不到保证,甚至使产品报废

        张瞳
        约翰迪尔(天津)有限公司 天津 300457
        摘要:常温下,挖掘机金属结构是稳定的,但在焊接过程中,受热部位会产生焊接应力和变形,这种情况如不采取措施控制,产品质量将得不到保证,甚至使产品报废。为有效的控制由于焊接热过程引起的应力和变形,对焊接应力产生的原因和形成焊接变形的基本规律进行分析,并提出相应的控制措施。
        关键词:挖掘机;焊接;变形;控制
        1.前言
        对挖掘机薄板件变形分析,应结合实际生产现场物料状态等进行阐述,同时还应注意焊接过程焊缝熔合、焊缝组织强度的保证。
        2薄板焊接质量控制方法
        2.1 选择合理的焊接工艺
        在焊接的过程中一定要对焊接工艺进行合理的选择,这样可以让焊接的质量大幅度的提高,不断的对薄板焊接的经验进行总结和摸索,可以发现通过熔敷力较高的技术可以让焊缝的焊接质量大幅度提高。另外通过一些较小的热输入焊条,能够有效的避免焊接的过程中出现形变,由于薄板焊接的时候纵向绕曲形变在对焊接热输入较为敏感,在热输入比较大的条件下,可能会造成薄板焊接的时候出现一定的形变,无法达到装配的要求。    
        2.2 合理使用点固焊
        在焊接工艺当中点固焊也是非常常见的一种焊接方式,由于点固焊不单可以确保焊接间隙,另外也可以保证焊接过程中薄板具有一定的抗变形能力,然而在薄板焊接的过程中一定要对点固焊的焊点数量进行考虑,并且保证焊点之间的距离,如果焊点之间的尺寸过小,可能会造成焊接的时候出现焊缝开裂等情况,无法达到实际使用的需要。如果点焊尺寸过大,会造成焊道背面无法充分焊透,对接口的完整性产生较大的影响,所以要依照焊接工件的具体要求,合理的进行焊接方式的选择。    
        2.3 焊接工艺控制
        依照实践过程中的相关要求,发现在焊接的时候可以通过一些特殊的方法对焊接工艺进行控制,比如说温差法、减少焊接热输入法等,都可以大幅度的降低焊接过程中的温度,减少形变。尽管这种方式在一定程度上可以让残余应力降低,控制形变,但无法完全将形变消除。想要将焊接过程中出现的形变有效消除,需要将薄板壁构件焊接过程的影响因素进行分析,在此过程中想要避免薄板平面,需要让薄板工件的瞬态面外失不稳形变等情况得到控制。在日常操作的时候,可以利用不同程度的温度差异让薄板边缘的受力情况降低,确保温差拉伸效应,就算有应力形变问题,也能够在焊接的时候实时的进行控制和调整,保证焊接的过程中焊薄板的平直状态不会出现失稳变形的问题。
        2.4 加强焊缝控制
        2.4.1 具体控制措施
        在焊接的过程中一定要与实际情况相结合,合理的进行焊条的选择,保证焊条的形状尺寸符合要求,在达到焊接要求的条件下尽量确保焊条具有较大的承载能力,尽量使用一些较小的焊缝尺寸,主要是由于这样可以让焊缝的填充量减少。如此一来,既可以确保质量,又不会出现较大的形变,还可以做到省时省料具有一定美观的效果,与此同时还能够还需要使用一些折弯机来对薄板进行折边处理,在确保折弯角度的条件下,尽量使用机械折弯。在进行操作的过程中,使用机械折弯能够让焊缝的数量减少,科学合理的对焊缝的位置进行安排,保证焊缝在中心轴两侧的位置,这样在焊接的时候可以相互抵消产生的形变。


        2.4.2 做好无损检测工作
        焊接属于一种物理冶金操作,虽然当前的焊接技术越来越成熟,但是很多内外部因素都会影响焊接的结果,具体的影响因素在于残余应力,焊接工艺技术等。附近的焊接环境、温度也会对最终的焊接成果产生影响,为了将焊接缺陷及时找出检测人员一定要及时的对焊接结构进行检测,了解出现了一些焊接缺陷,对焊接工作进行及时调整。    
        (1)外观检测
        外观检测主要使用的是一些机器设备、目视、光、电等方式来检查事件的表面缺陷。传统外观检测的过程中,主要使用的是目视法,能在检测的过程中快速的了解出现了缺陷,比较适合用于一些目视可见的表面缺陷,而无法准确的判断细微的内部缺陷和表面缺陷。    
        (2)射线探伤
        在五大常规检测当中,射线探伤是非常常用的一种方法,主要是通过射线将物体穿透获得的一些射线的变化情况来了解物体内部的物质分布情况和内部缺陷。在使用的操作的过程中,主要使用强度均匀的射线对物体进行照射,如果物体出现结构差异或者缺陷,那么缺陷部位会对射线在物体内部的光线强弱和行进方向产生影响,造成不同部位透射的射线强度不同,通过这样的方法可以对物体内部缺陷的位置以及性质进行了解。
        (3)超声检测
        超声检测也是非常常用的一种无损检测的手段,主要是利用超声波在接触被检测物体出现的透射、反射和散射回来声波的变化情况来对被测物体进行判断和研究。在使用的过程中超声波在发出后会在试件当中进行传播,在此过程中会和材料当中的组织结构以及出现的一些缺陷进行相互作用,这样就会导致超声波在被检测物体介质中产生一定的变化,只要分析和研究被改变的声波,就可以判断是否产生了一定的缺陷,这种检测技术具有较好的检测效果,可以检测各种不同类型的试件。
        (4)磁粉探伤技术
        通过磁粉探伤无损检测技术进行探伤,主要是使用一些具有磁铁性质的材料。在磁场当中,这些磁铁性质的材料会由于磁化的作用而出现一定的影响,材料内部会出现一些磁感应的情况,与此同时,磁力线的密度也会出现一定的增加。如果焊缝的位置产生缺陷,就有可能造成磁力线在位置方面出现一定的变化,某些磁力线会被寄出钢结构。如果磁场当中有磁粉,磁力线会对磁粉产生一定的影响,导致焊缝缺陷位置产生磁粉堆积的情况,方便检测人员对焊缝的缺陷进行检测。
        (5)红外线成像类型的技术红外线成像技术是当前进行无损检测研究过程中产生的一种最新技术,可以通过红外摄像机设备对电子辐射信号进行获取,并且对获取的信号进行分析和处理,了解出现的缺陷,在使用的过程中具有较好的效果。
        6.结束语
        在实际的挖掘机生产中,焊接变形和焊接应力的产生还有很多复杂的原因,但只要了解了焊接工艺,采用合理的焊接方法和控制措施,在实践中积累经验,总结工作,综合的考虑分析各方面因素,使焊接的质量能够得到保证。
        参考文献
        [1]李洪,李光,宁晓斌.挖掘机铲斗与松散岩石挖掘阻力研究[J].机电工程,2019,36(2):164-167.
        [2]高耀东,严鹏贺,陆家山,等.运用EDEM_FEM耦合方法的电铲铲斗强度分析[J].煤炭工程,2020(10):126-132.
       
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