礦用車車架裂紋挖補法修復技術

方春剛 邢偉 張書寧

摘要：礦用車車架材質為高強鋼，車輛生產運行過程中由于工況惡劣，車架承重重心處、附屬裝置連接處容易產生裂紋，通過創造挖補法的手工電弧焊焊接工藝對車架裂紋進行修復，可大大延長車架使用壽命，取得了明顯的效果。

關鍵詞：礦用車;車架裂紋;挖補法

礦用車由于承載大的特點均采用邊梁式車架，邊梁式車架是指由兩根縱梁及連接縱梁的若干橫梁組成的一種型式，兩根縱梁多采用封閉式矩形截面結構。車架必須具有足夠的強度和較長的使用壽命，車架的損壞將直接影響車輛的正常使用，危及車輛的安全行駛。

1 車架裂紋產生原因

由于礦用車的運行道路條件比較惡劣，車架受力情況復雜，車架的損壞情況也時有發生，而且形態各異。比如，在采場崎嶇道路上行駛時，車架受到垂直沖擊載荷，可能會超過車架的許用應力而產生裂紋或斷裂;車輛在上下坡、轉彎或裝載不均時，也會引起車架局部過載而導致車架裂紋或斷裂;車架安裝附屬裝置處（如柴油箱、液壓油箱等）的局部結構由于設計不周或其它原因造成裂紋或斷裂;車架受垂直于縱梁的懸臂載荷所產生的局部扭曲，也是造成車架裂紋或斷裂的原因。

2 挖補法修復裂紋

2.1 焊前準備

首先，根據車架縱梁的縱面母材裂紋大小、形狀及裂紋區域板材的劣化延展程度確定縱面母材裂紋挖掉孔洞區域。切記：車架縱梁橫面母板厚度為30mm，橫面母板上下各挖去15mm，這樣車架縱梁的縱面焊接上的填補板同車架縱梁原母材熔為一體。

其次，確定車架縱梁的縱面填補板尺寸比挖掉孔洞四周小2mm來下料。選用填補板原則：

1）用同廠家同車型報廢車的車架來下料;

2）選擇同車架縱梁的縱面母材相似Q345A鋼板來下料。

再次，把孔洞處和填補板四周清理干凈，填補板與母材施焊處加工單側20°～30°V型坡口，并留1.5mm～2.0mm鈍邊，再用角磨機把坡口焊縫處20㎜范圍內進行打磨，直至露出金屬光澤。焊道最大寬度控制在15mm左右。坡口和鈍邊的主要作用是為了焊接厚板材時候能夠焊透，焊條能直接觸及母材坡口根部，從而保證焊縫的完全熔合。

2.2 焊接

2.2.1 止裂板焊接

用6mm厚Q235普通碳素結構鋼制作焊縫止裂板，采用定位點焊兩點方法將止裂板與車架母材組對固定，再將填補板與止裂板固定，并保證合理的焊縫對接（間隙如圖二所示 帶色區域）。

止裂板與車架母材焊接完畢后，應檢查焊縫外觀質量，清除藥皮殘渣，打磨焊縫突起的部分，為填補板點固施焊創造條件，便于組對后焊縫對口間隙均勻。焊接時根據止裂板厚度，立角縫采用鋸齒形運條法連弧由下至上施焊，橫角縫采用多層多道焊法，注意兩焊縫之間包角處的焊接質量，要滿足焊縫的焊腳尺寸。

2.2.2 填補板焊接

焊接填補板前要清理焊道內雜質，進而確保焊接質量。焊前可以用氧-乙炔火焰對焊接區域預熱150℃-200℃，焊接順序應先焊接兩側立縫，最后焊接上下橫縫，這樣可以防止產生拘束裂紋及應力。打底焊應采用Ф3.2型號E6015-G焊條，熔池填焊采用Ф4型號E6015-G。焊前把焊條放在烘干箱中加熱到350℃～400℃，烘干兩小時，然后放在保溫箱內存放，隨用隨取，采用ZX7-400焊機，電源極性為直流反接法。[2]

再次，施焊前檢查組對質量，確認車架尺寸合格后再焊接。

2.2.3 立縫焊接工藝

當電弧引燃后，迅速將電弧拉至定位焊縫上，長弧預熱2s～3s后，壓向坡口根部，當第一個熔孔形成后，立即熄弧，觀察液態金屬的顏色由明亮變暗時，立即送入焊條，施焊約0.8s形成第二個熔池。依次重復操作，直至焊完打底焊道。

換焊條接頭時，在熔孔上方10mm位置引弧，將電弧拉至接頭處稍加預熱，迅速壓向熔孔，當聽到：“噗噗”聲，立即抬弧，轉入正常滅弧打底焊。

蓋面施焊前，使用敲渣錘、鏨子、鋼絲刷清理前一層熔渣。

蓋面焊時，焊接電弧要控制短些，焊條擺動的幅度比填充焊時大些，運條速度要均勻一致，向上運條時的間距力求相等，使每個新熔池覆蓋前一個熔池的2/3～3/4。焊條擺動到坡口邊緣時，要稍作停留，始終控制電弧熔化棱邊1mm左右，保持熔池對坡口邊緣的良好熔合，可有效的獲得寬度一致的平直焊縫。[1]

2.2.4 橫縫焊接工藝

調試電流后，在定位焊縫前引弧，隨后將電弧拉到定位焊部位預熱片刻，隨即向坡口根部壓入電弧，觀察坡口鈍邊熔化并聽到擊穿聲，立即向后下方熄弧，此時形成明顯的熔孔，然后依次先上坡口、后下坡口往復擊穿-熄弧焊接。如此反復地引弧～熔焊～熄弧～準備～引弧。完成打底層的焊接。

施焊前用鏨子清理熔渣及飛濺物，適當調大焊接電流。

蓋面焊采用多條焊道，直線形運條從下往上堆焊。

焊最下面焊道時，當熔池下邊緣熔化坡口棱邊，即向前運條可形成圓滑過渡焊縫。焊2～3條焊道要覆蓋前一條焊道1/2～1/3。最上面焊道要細、薄一些，有利于焊道與焊件上表面圓滑過渡。蓋面焊縫寬度以覆蓋上、下坡口邊緣各1.5mm～2mm為宜。[1]

蓋面焊縫焊接過程不清理熔渣，必須最后清理，焊后檢查焊縫質量。

焊接完畢焊縫加熱到600℃～650℃之間保溫處理兩小時。

當車架裂紋發生在發動機、變速箱、燃油箱和液壓油箱等安裝處掛架部位時，裂紋焊縫高度趨向于零，打磨處理平整后再固定掛架，這樣才能保證掛架的尺寸和牢固性。焊接填補板四周無掛架等附件，焊縫的余高控制在1.5mm以內。

3 結論

通過對部分工藝和焊接方法的改進，2018年～2020年期間，采用挖補法焊接修復6臺礦用車車架裂紋，運行至今良好。挖補法焊接部位沒再出現過裂紋，并在礦山長時間的實際使用過程中也經受住了考驗。為企業創造了可觀的經濟效益。

參考文獻：

[1]王長忠，焊工工藝與技能訓練，中國勞動社會保障出版社，2014.156-166

[2]張應立 現代焊接技術 ，北京金盾出版社，2011 37-42