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        聯(lián)接板組件焊接變形的研究

        2022-07-07 14:45:36劉云峰張玉娟鄭曉東
        科海故事博覽·下旬刊 2022年6期
        關(guān)鍵詞:焊接變形矯正

        劉云峰 張玉娟 鄭曉東

        摘 要 為了解決中部槽聯(lián)接板組件生產(chǎn)制造過(guò)程中的焊接變形,通過(guò)分析聯(lián)接板組件的結(jié)構(gòu)、焊道布置形式、焊接變形產(chǎn)生的原因以及焊接變形所產(chǎn)生的影響,本研究提出了預(yù)防聯(lián)接板組件焊接變形的措施。通過(guò)制定試驗(yàn)方案,進(jìn)行了四種聯(lián)接板組件焊接試驗(yàn),并通過(guò)零件下料預(yù)留工藝筋、組件焊后焊接變形的矯正等手段輔助,最終確定了一種焊接變形最小的工藝方法,為生產(chǎn)實(shí)際提供了技術(shù)支持。

        關(guān)鍵詞 聯(lián)接板組件 焊接變形 焊接試驗(yàn) 矯正

        中圖分類號(hào):TG425.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0745(2022)06-0112-03

        中部槽作為刮板輸送機(jī)的主要組成部分,其數(shù)量大,互換性要求高,其質(zhì)量及壽命將直接影響到整機(jī)的穩(wěn)定性及壽命[1]。而聯(lián)接板組件作為中部槽的重要部件,其質(zhì)量直接影響輸送機(jī)電纜槽的裝配質(zhì)量及電纜的使用壽命。聯(lián)接板組件主要由各種零件加工后組對(duì)、焊接而成,焊接是其最終成形的必要手段。由于焊道在組件背面布置較多,焊接時(shí)極易產(chǎn)生焊接變形,對(duì)后續(xù)加工及電纜槽的組裝影響極大?;诖?,筆者進(jìn)行了多種焊接工藝試驗(yàn),并通過(guò)零件下料預(yù)留工藝筋、組件焊后焊接變形的矯正等手段輔助,最終確定了一種焊接變形最小的工藝方法,為生產(chǎn)實(shí)際提供了技術(shù)支持。

        1 聯(lián)接板組件的結(jié)構(gòu)及焊道布置

        1.1 聯(lián)接板組件的結(jié)構(gòu)

        聯(lián)接板組件主要由聯(lián)接板、墊板、長(zhǎng)板組成,其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

        1.2 聯(lián)接板組件的焊道布置

        聯(lián)接板組件的焊道布置如圖1所示,墊板與長(zhǎng)板背面聯(lián)接部位四處為V焊平,其余部位均要求12mm角焊縫。焊道基本布置在聯(lián)接板組件背面一側(cè),正面只有一長(zhǎng)道12mm角焊縫。

        2 聯(lián)接板組件焊接變形分析

        2.1 聯(lián)接板組件焊接變形的影響

        1.聯(lián)接板組件焊接變形會(huì)導(dǎo)致組件產(chǎn)生立彎,進(jìn)而影響組件上孔的位置度及組件外形質(zhì)量。

        2.由于聯(lián)接板組件正反面焊道布置的不均勻性,極易使得組件正反面產(chǎn)生焊接變形,導(dǎo)致組件平面度超差,影響聯(lián)接板組件的外形質(zhì)量及電纜槽的組裝效果。

        3.聯(lián)接板組件焊接變形后須增加矯正工序,降低了生產(chǎn)效率,提高了制造成本[2]。

        2.2 聯(lián)接板組件焊接變形產(chǎn)生的原因

        焊接變形產(chǎn)生的主要原因是焊接時(shí)的局部不均勻熱輸入,熱源只集中于焊接部位,且以一定的速度向前移動(dòng),形成了溫度梯度[3-4]。

        由于聯(lián)接板下方有兩缺口,在聯(lián)接板與長(zhǎng)板焊接時(shí),聯(lián)接板下方處于無(wú)約束、自由狀態(tài),熱量集中在聯(lián)接板上方,焊后極易使得聯(lián)接板組件產(chǎn)生立彎。

        由于聯(lián)接板組件正面焊道布置較少,背面焊道布置較多,正反面焊道布置極其不均勻,在焊接時(shí)熱量主要集中在組件背面,極易使得組件正反面產(chǎn)生焊接變形。

        總之,從聯(lián)接板組件結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō),焊道布置不均勻是其產(chǎn)生焊接變形的一個(gè)主要原因。從制造工藝來(lái)說(shuō),不正確的焊接工藝是其產(chǎn)生焊接變形的另一個(gè)原因。

        3 聯(lián)接板組件焊接變形預(yù)防

        為了減小聯(lián)接板組件在焊接后的立彎,在聯(lián)接板下料時(shí),在缺口處預(yù)留30mm寬工藝筋。此預(yù)留的工藝筋不僅可以預(yù)防聯(lián)接板在下料時(shí)產(chǎn)生立彎,也可減小聯(lián)接板組件在焊接時(shí)產(chǎn)生的立彎。此工藝筋焊接過(guò)程中及焊后不進(jìn)行切割,待將聯(lián)接板組件組裝、焊接在中部槽槽體上后再進(jìn)行切割。

        從焊接工藝角度來(lái)講,合理的焊接工藝可有效減小焊接變形。為了減小聯(lián)接板組件正反面的焊接變形,筆者進(jìn)行了四種焊接試驗(yàn),焊后進(jìn)行了聯(lián)接板組件的平面度對(duì)比,最終確定了一種聯(lián)接板組件焊接變形最小的焊接工藝方法。

        4 聯(lián)接板組件焊接工藝試驗(yàn)

        為了研究聯(lián)接板組件的焊接變形,根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)制定了以下四種焊接試驗(yàn)方案。各方案焊接示意圖中數(shù)字代表焊接順序,箭頭代表焊接方向。試驗(yàn)中采用富氬氣體保護(hù)焊,采用直徑為1.2mm的ER50-6焊絲,焊接電流220~280A,電壓23~30V。

        方案1如圖2所示:

        方案1采用整體從中間向兩側(cè)對(duì)稱焊接,背面缺口上方焊道分為兩段,16代表長(zhǎng)板與墊板背面V焊焊道的蓋面及長(zhǎng)板與墊板形成的拐角處的角焊縫,25代表組件正面聯(lián)接板與長(zhǎng)板的角焊縫。

        方案2如圖3所示:

        方案2采用整體從兩側(cè)向中間對(duì)稱焊接,背面缺口上方焊道分為兩段,16代表長(zhǎng)板與墊板背面V焊焊道的蓋面及長(zhǎng)板與墊板形成的拐角處的角焊縫,25代表組件正面聯(lián)接板與長(zhǎng)板的角焊縫。

        方案3如圖4所示:

        方案3采用整體從兩側(cè)向中間對(duì)稱焊接,背面缺口上方焊道分為兩段,16代表長(zhǎng)板與墊板背面V焊焊道的蓋面及長(zhǎng)板與墊板形成的拐角處的角焊縫,25代表組件正面聯(lián)接板與長(zhǎng)板的角焊縫。

        方案4如圖5所示:

        方案4采用整體從中間向兩側(cè)對(duì)稱焊接,背面缺口上方焊道分為兩段,16代表長(zhǎng)板與墊板背面V焊焊道的蓋面及長(zhǎng)板與墊板形成的拐角處的角焊縫,25代表組件正面聯(lián)接板與長(zhǎng)板的角焊縫。

        對(duì)上述四種方案的工件緩冷至室溫后測(cè)量其平面度,分別為4mm、6mm、7mm、1mm。

        5 聯(lián)接板組件焊接變形矯正

        采用方案4聯(lián)接板組件焊接變形最小,不影響組件的正常使用,不予矯正。

        采用方案1~3,聯(lián)接板組件焊接變形較大,變形后聯(lián)接板組件向后彎曲。為了改善焊后組件的平面度,采用火焰對(duì)聯(lián)接板組件正面中間部位進(jìn)行加熱,矯正后聯(lián)接板組件平面度可以控制在2mm以內(nèi),可直接使用。

        6 結(jié)論

        本文通過(guò)對(duì)聯(lián)接板組件結(jié)構(gòu)及焊道布置形式的分析,歸納出聯(lián)接板組件焊接變形產(chǎn)生的原因,并提出預(yù)防措施;通過(guò)多種焊接工藝試驗(yàn),尋找出一種焊接變形最小的焊接工藝方法,且采用這種方法聯(lián)接板組件焊后不需要進(jìn)行矯正,為生產(chǎn)實(shí)際提供了技術(shù)支持。

        參考文獻(xiàn):

        [1] 溫建剛.SGZ1000/1400型刮板輸送機(jī)中部槽的設(shè)計(jì)[J].煤炭工程,2012(10):118-120.

        [2] 劉云峰,單玉新,蘇燕宏.中部槽焊接變形分析及預(yù)防措施研究[J].煤炭科學(xué)技術(shù),2018,46(S2):183-186.

        [3] 黃東風(fēng),宋永剛,鄭靜.中部槽焊接變形的控制[J].煤礦機(jī)械,2012,33(12):107-109.

        [4] 宋永剛,黃東風(fēng),張松林,等.中部槽焊接過(guò)程中的熱變形機(jī)理分析[J].煤礦機(jī)械,2011,32(12):126-128.

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