馮治國

（山西省機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗站有限公司，山西太原 030009）

0 引言

自走式青黃儲機(jī)采用滾筒刀具加裝分禾機(jī)構(gòu)，可收獲多種青飼料作物，在田間完成整株玉米（或莖葉）的收獲，加工玉米、高粱、葵花等作物秸稈，切碎質(zhì)量均可滿足牲畜的飼喂要求。生產(chǎn)效率高達(dá)12～15 t/h，是一種高效低耗的作業(yè)機(jī)具。自走式青黃儲機(jī)在方便農(nóng)民生產(chǎn)作業(yè)的同時，其質(zhì)量問題也帶來了安全隱患。

1 存在的問題

某自走式青黃儲機(jī)作業(yè)時，切碎滾筒圓盤槽形結(jié)構(gòu)部位與刀架角鋼長邊邊腿之間的焊接連接部位斷裂、切碎滾筒圓盤槽形結(jié)構(gòu)處外側(cè)部分鋼板快速斷裂，造成平板刀和刀架組件與滾筒圓盤分離，與滾筒圓盤分離的有一定重量的平板刀和刀架組件具有一定的旋轉(zhuǎn)速度和慣性，對切碎滾筒框架前擋板、上擋板產(chǎn)生沖擊碰撞，致使切碎滾筒框架前擋板與框架分離，上擋板向上外翻變形（圖1、圖2）。

圖1 切碎滾筒框架前擋板

圖2 切碎滾筒框架上擋板

切碎滾筒的平板刀和刀架組件的刀架角鋼邊腿與滾筒3個圓盤的槽形結(jié)構(gòu)之間均采用插接焊接連接，插接焊接連接處的刀架角鋼2 個邊腿之間均焊接加強(qiáng)板。平板刀和刀架組件的平板刀為切碎動刀，鏈?zhǔn)焦伟遢斔脱b置出料端驅(qū)動鏈輪與切碎動刀之間的間距較小。1 件平板刀和刀架組件的刀架角鋼與滾筒3 個圓盤槽形結(jié)構(gòu)之間的插接焊接處均斷裂斷開，圓盤槽形結(jié)構(gòu)的斷裂斷開處均呈V 形斷口狀，該平板刀和刀架組件與滾筒圓盤分離（圖3）。切碎滾筒的3 個圓盤V 形斷口處，一邊的圓盤槽形結(jié)構(gòu)焊接部位鋼板邊緣均留有一定程度的焊縫焊肉，另一邊呈圓盤槽形結(jié)構(gòu)處外側(cè)部分鋼板斷裂斷口形貌。由前向后觀察，切碎滾筒的3 個圓盤V 形斷口中，圓盤V 形斷口的圓盤槽形結(jié)構(gòu)焊接部位可見槽形結(jié)構(gòu)的鋼板端面，鋼板端面旁邊的焊縫焊肉形貌呈面狀；鋼板端面旁邊的焊縫焊肉形貌呈面狀（圖4）。

圖3 刀架組件與滾筒圓盤分離

圖4 滾筒圓盤

對切碎滾筒3 個圓盤V 形斷口部位圓盤進(jìn)行切割，取樣切碎滾筒右側(cè)圓盤V 形斷口部位圓盤部分（編號為3#）的圓盤槽形結(jié)構(gòu)處部分鋼板斷裂斷口部位、圓盤槽形結(jié)構(gòu)角根部焊縫焊肉部位，切取試樣（編號為3-1#）；切碎滾筒右側(cè)圓盤V 形斷口部位圓盤部分（編號為3#）的圓盤槽形結(jié)構(gòu)焊接部位，切取試樣（編號為3-2#）。切碎滾筒的平板刀和刀架組件的刀架角鋼長邊邊腿一側(cè)（左側(cè)）焊接連接滾筒圓盤槽形結(jié)構(gòu)處斷裂部分鋼板塊、焊接連接角鋼邊腿間加強(qiáng)板的部位，切取試樣、編號為1-2#（圖5、圖6）。

圖5 滾筒圓盤槽鋼板取樣

圖6 刀架角鋼加強(qiáng)板取樣

2 酸浸試驗分析

3-1#切取試樣截面中，圓盤槽形結(jié)構(gòu)角根部焊縫焊肉為切碎滾筒右側(cè)圓盤槽形結(jié)構(gòu)角根部與刀架角鋼長邊邊腿之間的焊縫焊肉。低倍酸浸試驗結(jié)果表明，切碎滾筒右側(cè)圓盤槽形結(jié)構(gòu)角根部可見圓盤鋼板端面棱邊（圖7）。分析認(rèn)為，切碎滾筒右側(cè)圓盤槽形結(jié)構(gòu)角根部與刀架角鋼長邊邊腿之間的焊接連接處存在母材金屬熔化程度不足、焊縫金屬與母材金屬熔化結(jié)合程度不足、未焊透未熔合焊接缺陷。3-2#試樣中，圓盤槽形結(jié)構(gòu)圓盤鋼板兩側(cè)焊縫焊肉為切碎滾筒右側(cè)圓盤槽形結(jié)構(gòu)圓盤鋼板與刀架角鋼長邊邊腿之間的焊縫焊肉。低倍酸浸試驗結(jié)果表明，切碎滾筒右側(cè)圓盤槽形結(jié)構(gòu)圓盤鋼板與焊縫焊肉之間存在明顯空隙（圖8）。分析認(rèn)為，切碎滾筒右側(cè)圓盤槽形結(jié)構(gòu)圓盤鋼板與刀架角鋼長邊邊腿之間的焊接連接處存在母材金屬熔化程度不足、焊縫金屬與母材金屬熔化結(jié)合程度不足、未焊透未熔合焊接缺陷。

圖7 3-1#切取試樣腐蝕形貌

圖8 3-2#切取試樣腐蝕形貌

1-2#切取試樣截面中，包括切碎滾筒的平板刀和刀架組件的刀架角鋼長邊邊腿截面、滾筒圓盤槽形結(jié)構(gòu)處斷裂部分鋼板塊截面、角鋼邊腿間加強(qiáng)板截面，及刀架角鋼長邊邊腿與滾筒圓盤槽形結(jié)構(gòu)處圓盤鋼板塊之間的焊縫焊肉截面，角鋼邊腿間加強(qiáng)板與刀架角鋼長邊邊腿之間的焊縫焊肉截面，角鋼邊腿間加強(qiáng)板與滾筒圓盤槽形結(jié)構(gòu)處圓盤鋼板塊之間的焊縫焊肉截面。低倍酸浸試驗結(jié)果表明，刀架角鋼長邊邊腿與滾筒圓盤槽形結(jié)構(gòu)處圓盤鋼板塊之間存在明顯空隙、焊縫焊肉截面上可見空穴，刀架角鋼長邊邊腿與焊縫焊肉之間存在空隙空穴、存在焊縫金屬與母材金屬之間熔化結(jié)合焊合程度不足問題，角鋼邊腿間加強(qiáng)板與滾筒圓盤槽形結(jié)構(gòu)處圓盤鋼板塊之間的焊接處截面上可見空隙（圖9）。分析認(rèn)為，切碎滾筒左側(cè)圓盤槽形結(jié)構(gòu)圓盤鋼板與刀架角鋼長邊邊腿之間的焊接連接處存在母材金屬熔化程度不足、焊縫金屬與母材金屬熔化結(jié)合程度不足、未焊透未熔合焊接缺陷。角鋼邊腿間加強(qiáng)板與滾筒圓盤槽形結(jié)構(gòu)處圓盤鋼板塊之間的焊接處存在未焊透未熔合焊接缺陷。

圖9 1-2#切取試樣腐蝕形貌

3 斷口掃描電鏡微觀形貌

1-2#試樣，切碎滾筒的平板刀和刀架組件的刀架角鋼長邊邊腿一側(cè)（左側(cè)）焊接連接滾筒圓盤槽形結(jié)構(gòu)處斷裂部分圓盤鋼板塊斷口，掃描電鏡微觀察到撕裂嶺、小斷面，呈快速斷裂斷口形貌（圖10、圖11）。

圖10 1-2#試樣斷口形貌（12×）

圖11 1-2#試樣斷口形貌（176×）

3-1#試樣，切碎滾筒右側(cè)圓盤V 形斷口部位圓盤部分（編號為3#）的圓盤槽形結(jié)構(gòu)處部分鋼板斷裂斷口，掃描電鏡微觀察到撕裂嶺、小斷面，呈快速斷裂斷口形貌（見圖12、圖13）。

圖12 3-1#試樣斷口形貌（9×）

圖13 3-1#試樣斷口形貌（200×）

4 斷口掃描電鏡微區(qū)分析

根據(jù)斷口掃描電鏡微觀形貌分析認(rèn)為，切碎滾筒圓盤槽形結(jié)構(gòu)部位與平板刀和刀架組件的刀架角鋼長邊邊腿之間的焊接連接處存在母材金屬熔化程度不足、焊縫金屬與母材金屬熔化結(jié)合程度不足、未焊透未熔合焊接缺陷，造成切碎滾筒圓盤槽形結(jié)構(gòu)部位與刀架角鋼長邊邊腿之間的焊縫連接部位有效承載截面積減少、造成焊縫中存在嚴(yán)重不連續(xù)性缺陷，破壞了焊縫連續(xù)性，并起到應(yīng)力提升源作用，產(chǎn)生嚴(yán)重的應(yīng)力集中。焊接操作不當(dāng)致使焊縫連接部位塑韌性、強(qiáng)度降低，致使切碎滾筒圓盤槽形結(jié)構(gòu)部位與刀架角鋼長邊邊腿之間的焊接連接部位承受負(fù)荷的承載能力嚴(yán)重降低。

自走式青黃儲機(jī)切碎滾筒缺少了1 件平板刀和刀架組件，該平板刀和刀架組件與滾筒圓盤分離。切碎滾筒框架上擋板變形受損，變形受損的上擋板呈向上外翻狀、僅一角部與框架連接，可見切碎滾筒框架上擋板內(nèi)表面有沖擊刮擦變形痕跡及上擋板有破損孔，切碎滾筒框架上未見切碎滾筒框架前擋板。耕地里有1 件切碎滾筒的平板刀和刀架組件，還有1 件呈變形狀態(tài)的鋼板，該鋼板內(nèi)表面朝上，該鋼板邊緣可見連接孔，可見該鋼板一側(cè)邊緣部位為紅色。切碎料拋送筒（通道）上部殼板上有沖擊碰撞凸起變形痕跡及破損現(xiàn)象。

5 結(jié)論

綜合分析認(rèn)為，該自走式青黃儲機(jī)作業(yè)時，鏈?zhǔn)焦伟遢斔脱b置負(fù)荷較大，鏈?zhǔn)焦伟遢斔脱b置的鏈條斷裂，與作業(yè)時鏈?zhǔn)焦伟遢斔脱b置負(fù)荷較大有關(guān)，與鏈?zhǔn)焦伟遢斔脱b置的鏈條及刮板承受工作載荷以外的擠壓沖擊負(fù)荷有關(guān)。

切碎滾筒圓盤槽形結(jié)構(gòu)部位與平板刀和刀架組件的刀架角鋼長邊邊腿之間的焊接連接處存在未焊透未熔合焊接缺陷，致使切碎滾筒圓盤槽形結(jié)構(gòu)部位與刀架角鋼長邊邊腿之間的焊接連接部位承受負(fù)荷的承載能力嚴(yán)重降低。該自走式青黃儲機(jī)作業(yè)時，切碎滾筒承受的負(fù)荷較大，切碎滾筒圓盤槽形結(jié)構(gòu)部位與刀架角鋼長邊邊腿之間的焊接連接部位承受的工作應(yīng)力超過其嚴(yán)重降低的承載能力，導(dǎo)致切碎滾筒圓盤槽形結(jié)構(gòu)部位與刀架角鋼長邊邊腿之間的焊接連接部位斷裂、切碎滾筒圓盤槽形結(jié)構(gòu)處外側(cè)部分鋼板快速斷裂，造成平板刀和刀架組件與滾筒圓盤分離，與滾筒圓盤分離的有一定重量的平板刀和刀架組件具有一定的旋轉(zhuǎn)速度、慣性，對切碎滾筒框架前擋板、上擋板產(chǎn)生沖擊碰撞，致使切碎滾筒框架前擋板與框架分離、上擋板向上外翻變形。