焊接技術在挖掘機中前平臺的應用

0前言

焊接技術是重型機械金屬結構設備制造與安裝施工的關鍵工藝技術之一，在工業發達國家重型機械制造業中得到廣泛應用。本文主要介紹焊接工藝技術在挖掘機中前平臺中的應用，控制結構件中前平臺焊接變形在可控的范圍之內，達到取消刮面余量的目的，提高了生產效率，降低了生產成本。

1焊接工藝

山河智能裝備股份有限公司員工在焊接中前平臺時，平臺容易產生焊接變形，需要在其安裝部位預留加工余量，通過在加工中心加工后，才能保證其安裝尺寸，員工勞動強度大，生產效率低。經研究決定，改進挖掘機中前平臺結構和焊接工藝，取消中前平臺的刮面余量，即不需在加工中心加工，見圖1。

設計改進前，筋板1（如圖3粗線所示區域）直接焊接在立板上，會增加立板的焊接變形。設計改進后，筋 圖2中前平臺結構效果圖

板2（如圖3粗線所示區域）直接焊接在加強板2上，相當于增加了立板的厚度，立板產生的焊接變形會較前者小些，有利于取消加強板2的端面余量。

加強筋板2相對于加強筋板1的設計，相當于增加了立板液壓缸耳座處區域的厚度，如圖4粗線區域

通過焊接工藝技術（如下詳解）保證整個平臺尺寸在可控的范圍之內，可取消圓臺設計，如圖5所示。

確定焊接順序，嚴格按照焊接順序進行焊接，如圖6所示。焊接順序為1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-13-14-15-16-17-18，即先外后內，對稱焊接。

圖6平臺焊接順序表1給出了焊接平臺時所確定的焊接工藝參數。焊接方法為MAG135，焊絲直徑為12 mm，直流正接。

按制定的焊接工藝進行實施。利用三維坐標儀檢測中部平臺鉚焊后（A鉚、B鉚、C鉚）和焊接后（A焊、B焊、C焊）的相關尺寸，測出焊接變形收縮量，檢測方法如圖7所示。表1焊接工藝參數焊接順序焊接電流

確定中心線找正以后，例如測A鉚的尺寸，需在耳板軸孔周圍分別確定3點，即A上、A左、A右（如圖7所示的3個小圓圈）分別到立板相對應的位置距離，得出A鉚上、A鉚左、A鉚右的平臺鉚焊尺寸。

平臺焊接完成后，用同樣的方法測出A焊上、A焊左、A焊右的平臺焊接尺寸。同理可測出B鉚、C鉚的平臺鉚焊尺寸和B焊、C焊的平臺焊接尺寸，用焊接后的尺寸分別減去鉚焊后的尺寸即可的得出焊接收縮變形量的尺寸范圍。

通過實驗數據得出，液壓缸耳座穩定的焊接收縮變形量在1.8 mm之內，達到可控的實驗結果后，對現有的調整墊間隙進行了調整，如圖8所示。

工藝技術說明：考慮焊接變形收縮量，液壓缸耳座尺寸需加上最大收縮變形量2 mm（耳座調整間隙單邊各加上1 mm，調整墊間隙尺寸D、E的參考值為2.5 mm）。

動臂安裝座穩定的收縮變形量在1～4 mm的收縮范圍之內，達到可控的實驗結果后，對現有的調整墊間隙進行了調整，如圖9所示。

工藝技術說明：考慮焊接變形收縮量，動臂安裝座尺寸需加上最大收縮變形量4 mm（耳座調整間隙單邊各加上2 mm，調整墊間隙尺寸K的參考值為2 mm）。

設計鉚焊工裝如圖10所示，設計此工裝時，考慮焊接變形收縮量，工裝定位液壓缸耳座的開檔尺寸需加上最大收縮變形量2 mm（即液壓缸耳座調整墊的間隙由原來的A mm、B mm調整到A+2 mm、B+2 mm）。工裝定位動臂安裝座的開檔尺寸需加上最大收縮變形量4 mm（即動臂安裝耳座調整墊的間隙由原來的H mm調整到H+4 mm）。鉚焊工裝對保證產品尺寸起到至關重要的作用。圖9動臂安裝座開檔尺寸改進前后的對比

工藝技術說明：①可調塊材質需要調質處理，可耐磨損，可調塊損壞后應及時更換；②采用液壓技術設計工裝，液壓油缸1控制定位體的翻轉，液壓油缸2控制立板的夾緊和定位，操作方便，效率高。

根據焊接變形的規律設計焊接反變形夾具，設計反變形夾具體1和反變形夾具體2，要求焊接前夾具體裝夾到位，直至焊接完成后，整個中部平臺緩冷以后才要求去掉此2夾具體（原因：焊接變形是在產品冷卻的變形過程中產生的，工裝的應用如圖11所示）。為了提高焊接效率和質量，需要設計相應的變位機，可以使工件上的接縫處于理想的船形位置或平焊位置進行焊接，可提高生產效率和降低勞動強度。

對主要配套公司的來料進行規范化，制定零部件的交貨工藝圖，并加強零部件的檢驗，嚴格按交貨工藝圖驗貨，來料（主要是平臺立板、加強筋板2、耳板）平面度控制在1 mm以內，如圖12所示的板料。

設計專用檢具如圖12所示，對焊接后的中部平臺進行快速檢測，是否滿足安裝尺寸的要求，對尺寸超差的結構件，需火焰矯形，直至滿足質量的要求。

焊接工藝改進后，現場對多個平臺進行了裝配，沒有出現裝配質量問題，滿足了質量要求，合格率達到了100%，先前中部平臺在加工中心上刮面所需機加工時間為75 min左右，通過焊接工藝技術的改進，不需上加工中心刮面，提高了生產效率，降低了生產成本。

根據實驗結果，詳細制定了《焊接工藝作業指導書》并對現場焊接操作工進行培訓，嚴格按照焊接標準化作業（檢控現場員工的焊接順序），才能確保合格的產品。

3結束語

山河智能裝備股份有限公司中前平臺在沒有改進結構和焊接工藝之前，未規定焊接順序，使其受熱不均勻，平臺內部產生應力和變形，造成其尺寸和形狀的變化，焊接后還需大量的矯正工作。通過研究中前平臺焊接變形的規律，我們規定了其焊接順序，規范了焊接工藝參數，改進了結構設計，使其焊接變形量在可控的范圍之內，同時也摸索出了一套控制焊接變形的思路和方法，產生的經濟效益十分可觀。焊接是一種應用量很大、應用面很廣的共性技術，做為焊接工程師需認真踏實的工作態度和深入生產第一線，培養解決實際問題的能力。