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小型挖掘机
  小型挖掘机整体式弯动臂焊接工艺的研究


  小型挖掘机整体式弯动臂的焊接变形不但影响结构的装配和外观,而且会严重影响动臂的承载能力,有可能造成动臂开焊等失效形式,造成质量事故。


  整体式弯动臂是反铲挖掘机动臂的主要形式,其优点是结构简单,质量轻而刚度大,是目前应用最广泛的结构形式。由于动臂弯曲处会存在不可避免的焊接变形和应力集中,因而对焊接工艺要求较高。某8吨级的小型挖掘机的整体式弯动臂的弯曲处发生明显的应力集中,因而对其动臂的焊缝需要做严格的焊接工艺参数研究,从技术工艺上改善其质量,使之符合设计要求。

小型挖掘机整体式弯动臂焊接工艺的研究
  1    整体式弯动臂的结构形式


  在结构上,整体式弯动臂为左、右对称的封闭式中空箱型焊接结构,通常动臂与回转平台的铰接部位略宽,以减轻该处的受力、增强其抗扭和抗弯能力,左、右两块腹板的中间部分一般呈平行状态布置,便于加工。由动臂的有限元静强度分析显示,动臂与动臂油缸铰接点上方腹板与翼板的连接部位应力最大,是强度薄弱部位,为了进一步改善局部强度和刚度、减小应力集中,一般将上、下翼板和左、右腹板取为不同厚度。


  2 小型挖掘机动臂焊缝失效形式及原因分析


  主要现象为动臂中部腹板间对接焊缝开裂,中部腹板与中部下翼板的角接焊缝开裂可以看出其主要缺陷为对接焊缝开裂处主要缺陷为根部未焊透;角接焊缝处主要缺陷为H气孔和根部未焊透。


  经分析,对接焊缝开裂产生原因有:
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  1)腹板由于下料过程的误差和焊接时的收缩变形,使得腹板对接间隙过大,根部无法熔合;


  2)垫板平整度不合格,使得焊接作业时垫板未能贴合,且由于焊接变形,使得垫板脱落;


  3)此焊缝为Y型焊缝,焊接参数选择不合理导致根部未熔合。


  经分析,角接焊缝开裂产生原因有:


  1)侧板坡口不合理,钝边过大,影响根部熔合;


  2)作业时焊缝处存在液体导致H气孔产生;


  3)焊缝为单边Y型焊缝,焊接参数选择不合理导致根部未熔合。

小型挖掘机整体式弯动臂焊接工艺的研究
  综合两种焊缝的失效原因,可归结为:


  1)结构件尺寸精度不足;


  2)焊件坡口设计不合理;


  3)焊接工艺不合理;


  4)焊接参数选择不合理。


  为解决焊缝开裂现象,从失效原因的缺陷产生根源入手,由焊件工艺、焊接工艺流程及参数方面制定防止缺陷产生的措施,以保障焊接的质量。


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