自移机尾滑靴焊接变形控制

自移机尾 滑 靴焊接变形控制

郝杰

神东煤炭集团 设备维修中心 陕西 省 神木 市 719300

摘 要：在加工焊接过程中利用相关性理论与方法，研究了刚性固定、预留反变形量、焊接工艺方法和两件背对背焊接措施。在焊接结构、焊接性分析、焊接工艺的确定、焊后焊接变形的预防措施等方面提出了合理的修复方法，并从实践上论证了焊接变形控制工艺方法的可行性。

　 关键词：焊接 热输入 刚性固定 应力

一、自移机尾的结构

自移机尾是煤矿井下带式输送机（简称马蹄尔是神东煤炭集团设备维修中心设计开发的产品，属煤矿井下运输设备的配套装置，我们主要生产的1.2米JW-2型自移机尾、1.4-V型机尾、1.6米、1.8米各种机尾机尾自移装置用于高产高效工作面顺槽转载机与带式输送机机尾的快速推移和正确搭接，满足工作面高进度、快推进的需要，同时该装置具有皮带跑偏调整、转载机推移方向校直和自行前移等功能，保证顺槽运输、转载的通畅及设备的良好衔接。 因为该装置具有自移、调偏和校直等功能，该装置要求带式输送机具有自行张紧胶带的功能。它适用于高产高效工作面，满足快速推进的需要，滑靴就相当于自移机尾的两只脚。具体结构如图1。

图1自移机尾结构图

二、问题提出

　 自移机尾滑靴是机尾里变形最严重的部件它就和靴子一样起到行走作用，底部是一块30mm厚的Q345钢板，为了为了保证划滑靴的强度在正面进行了拉筋强化制作，但是焊缝全在一侧，用常规焊接工艺和方法，焊厚变形非常严重难以控制，焊完后就像一条小船。

为了解决上述问题，必须正确分析可能引起焊接变形的主要因素，采取合理的工艺措施，确保设备质量。因为焊缝集中，焊缝尺寸大，焊接电流和电弧电压过大，热膨胀系数大，焊接后极易产生较大的内应力，导致产生焊接变形。焊缝长，填充金属多，焊接热输入大，变形就更为严重。

1.滑靴的组焊特点及对变形的影响

滑靴结构由底板、油缸耳座板、边侧板加强筋等组成如图2。

1.4米滑靴

1. 焊脚尺寸大 钢结构件焊接时，其总体纵向收缩变形和挠曲变形量均与焊脚尺寸的平方成正比。当其他条件一定时，焊脚尺寸增大1倍，焊接变形量也将增至原来的2倍。由于设计需要，油缸耳座板和底焊缝焊脚尺寸本身就大，以1.2米为例如图3，油缸耳座板厚度为30mm，底板厚度为30mm,四侧板及中弯板

1.2米滑靴

将中弯板厚度为20mm,四侧板、中加强筋和耳座板焊脚尺寸设计为15mm,焊脚尺寸大，致使滑靴的变形量难以控制。

2. 焊缝集中在底板的一面 在底板和油缸耳板板焊接时，由于是单边焊接，容易在耳板焊脚尺寸大的方向温度不均匀而引起角变形，还有所有的加强筋的焊缝集中，焊接热输入和油缸耳座都在一侧，并形成整个底板的挠曲变形。

（3)因为滑靴低板与四侧板、油缸耳座板、中间加强筋焊接完毕后还要二次组，在二次组对前必须对第一次焊接造成的变形进行机戒校正，因为机戒校正存在一个很大一个问题，机戒校正容易把焊缝压裂或者把母材压裂，但是如果采用火焰校正，校正效果不佳，经常出现返工现象。校正好后才能进行二次组对，组对好后在焊接盖板四周焊缝，四周焊缝尺寸为12mm的船形焊缝，由于盖板和油缸耳座立板两边都必须再次焊接，因此，再次增加了焊接变形量，为了保证装配尺寸，也不得不采取千斤顶、火焰矫形等措施进行强行装配，从而造成较大内应力。

三．工艺控制措施

采用多方法来控制焊接变形。1.组队前变形的拉筋和工件必须进行校直，降低弯曲应力。2.因为一台自移机尾有两个滑靴，把组对好的两个滑靴背对背采用刚性固定在一起的方法。3焊接采用合理的焊接顺序。

1.组队前变形的拉筋和工件必须进行校直，降低弯曲应力。

在滑靴组对前必须对滑靴所有工件进行校正，因为滑靴所有工件都是采用火焰切割机下的料，变形非常严重，如果不采用校正直接组对是非常不好组对，如果强行进行组对必须采用工装，这样组对后工件上增加了内应力，焊后变形更加严重，还能造成焊缝产生裂纹。我们必须采用机戒或者火焰校正，把工件校正成设计要求，方可组对。

2.因为一台自移机尾有两个滑靴，把组对好的两个滑靴背对背采用刚性固定在一起的方法。

因为滑靴底面是平整面，把两个组合在一起，相当于一个工件，在采用6块300x150x10mm的连接块，把滑靴采用刚性连接在一起，这样的方法就是增加了滑靴的整体刚性，焊接时一面焊缝打完底采用翻转工装在把另一面焊缝底打完，在按照合理的焊接顺序两面对称的焊接，变形量控制了但是滑靴内应力增加，在采用后热来消除焊接应力。

3.焊接采用合理的焊接顺序。

采用上述反变形法焊接后，焊接变形问题已经基本消除，但仍偶尔出现一些变形量异常偏大的现象。经过分析，认为主要原因是焊接顺序不完善。焊接滑靴

顺序，注意以下原则:因为滑靴结构对称，采用对称焊法加强筋焊缝比较集中，采用跳焊法分散受热避免集中受热。把两侧和中间的长焊缝采用分段退焊，因为长度方向两侧的焊缝比中间的焊缝少所以容易产生弯曲变形，焊缝不对称，我先焊中间焊缝焊缝在焊两侧的焊缝。因为耳座焊缝受力较大先焊油缸耳座的焊缝，使内应力合理分布。

4.采用合理的焊接工艺参数

滑靴分别由不同厚度的Q345钢板焊接而成，母材碳当量低，焊接采用Φ1.2mm的THY-51B药芯焊丝进行平角焊和船形焊时，焊接电流为260~290 A,电弧电压为26~32 V,气体流量15~25 L/min.采产品焊后均未出现焊接变形异常偏大现象。

六、结语

　　自移机尾滑靴的焊接变形量和采用合理工艺措施具有很大的正线性相关关系。经过大量焊接焊后，采用背对背的刚性固定和合理的焊接顺序方法可将焊接变形量控制在容许范围内，从而省去繁琐的焊后校正工序，该方法经济实用切实可行。

参考文献

1.《焊接手册》第三版 机械工业出版社 中国机械工程学会焊接学会 编

2.《金属焊接材料手册》化学工业出版社 吴树雄 尹士科 李舂范 主编

3.《焊工技师手册》机械工业出版社，刘云龙 主编

4.《焊接修复技术》第二版 化学工业出版社 李亚江 张永喜 王娟 编著

5.《焊接材料、工艺及设备手册》第二版 邹增大 主编

6.《SGZ630/150中双链刮板输送机中部槽说明书》 DBT公司 编

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