通用型橋式起重機小車運行軌道焊接技術(shù)的研究

【摘 要】闡述了橋式起重機小車軌道焊接的必要性，在分析鋼軌焊接性能的基礎(chǔ)上，對其焊接工藝進行新的探索，著重介紹了其焊接工藝，從而達到對小車軌道焊接工藝進行改進的目的。

【關(guān)鍵詞】橋式起重機；小車軌道；焊接工藝；焊接變形

通用型橋式起重機因其承載能力大，穩(wěn)定性好等優(yōu)點廣泛應(yīng)用于車間、廠房及倉庫。而起重機小車運行軌道現(xiàn)大多采用起重機鋼軌， 常見規(guī)格為QU70、QU80、QU100、QU120，標(biāo)準(zhǔn)長度為9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5m等8種。這樣就不可避免存在許多接頭，再加上其材質(zhì)為U71Mn，不利焊接。所以現(xiàn)行的大多數(shù)橋式起重機的小車軌道在接頭處直接留2mm間隙，未進行焊接。因此給起重機運行帶來沖擊，振動，不僅造成鋼軌出現(xiàn)低接頭，而且對起重機各部件的使用壽命與維修周期、司機的舒適、貨物的平穩(wěn)安全等都有影響。為此通過焊接方法實現(xiàn)無縫長軌具有重要的現(xiàn)實意義。

1鋼軌的化學(xué)成分及焊接性能分析

起重機鋼軌材質(zhì)為U71Mn，其化學(xué)成分見表1。從化學(xué)成分可以看出，U71Mn為高碳鋼，其碳、磷及硫含量均較高，碳當(dāng)量超過1，焊接性能很差。再加上高含量的磷和硫，使鋼軌的脆性極大提高，造成焊接時裂紋敏感性極高，很容易產(chǎn)生焊接裂紋，尤其是延遲裂紋，在應(yīng)力作用下還可能向母材（鋼軌）及焊縫金屬的縱深發(fā)展。只有滿足特殊要求，才能獲得較好的焊接質(zhì)量。

2鋼軌的焊接工藝

2.1對口要求

2.1.1對口前要將鋼軌端頭打磨干凈，露出金屬光澤，不得有油、銹、漆等污物。

2.1.2為防止焊后變形，在對口時要做反彎處理，反彎角度應(yīng)不大于15°，一般為30～40mm。具體做法如圖1所示：

2.1.3在施焊過程中，要隨時調(diào)整鋼軌的平直度，保證兩根鋼軌在一條直線上，且鋼軌端頭要對齊，不得有扭曲現(xiàn)象，以保證全部接頭焊接完畢后整條鋼軌平直。

2.1.4焊接過程中，兩根鋼軌要固定牢固，始終保持鋼軌的穩(wěn)定性，不得左右擺動。

2.1.5對口時，保證焊口間隙不得小于12mm，一般控制在15～18左右mm。

2.2焊材選用及處理

2.2.1.焊材選用E7015焊條，規(guī)格為φ4.0mm、φ3.2mm。焊接方法SMAW，直流反接；

2.2.2焊條在使用前應(yīng)進行烘焙，烘焙溫度350℃，恒溫1小時。施工過程中，焊條應(yīng)始終放在焊條保溫桶內(nèi)，焊條保溫桶在施工過程中應(yīng)處在封閉狀態(tài)。

2.3焊接過程

2.3.1在施焊前，應(yīng)進行預(yù)熱處理。（可用火焰預(yù)熱的方法）預(yù)熱溫度250℃，

預(yù)熱范圍從鋼軌端頭向內(nèi)延伸20-30mm內(nèi)。

2.3.2施焊過程中，應(yīng)配備一名清渣工，每焊接完畢一層，必須把焊渣清理干凈，以保證焊接接頭的質(zhì)量。

2.3.3在焊接鋼軌第一層前，要用墊片將焊縫底部墊好。尺寸：（150～200）×50×10mm.

2.3.4在焊接鋼軌腰部及頭部時，亦應(yīng)在兩側(cè)和底部用紅銅墊板和夾板將焊道封住，以防在焊接過程中鐵水溢出。如下圖2所示：

2.3.5焊接鋼軌腰部用的紫銅夾板，在每焊接完一根焊條后，應(yīng)取下進行焊渣清理并用水冷卻，然后再行使用。

2.3.6焊接順序由下而上依次進行，焊接過程中焊工應(yīng)盡量采用小的焊接進行焊接。

2.3.7焊縫每向上焊接10mm厚度，應(yīng)降低反變形高度5mm。焊接第一層時，焊接電流可適當(dāng)放大（130A～140A），以便焊透和排渣。第二及以后的層面焊接時，隨著母材溫度的升高，電流可依次減小。

2.3.8焊接時，每層焊道的焊接方向應(yīng)相反，依次相互交錯焊接。

2.3.9在每個鋼軌接頭的焊接過程中，應(yīng)一氣呵成，以保持焊縫及母材有較高的溫度，如因特殊情況中斷焊接，再焊時應(yīng)重新進行預(yù)熱。

2.3.10鋼軌接頭焊縫焊滿后，應(yīng)對焊縫四周進行檢查，如有焊瘤和未焊飽滿處，應(yīng)進行打磨和補焊，直至和原母材平齊。

2.3.11整個鋼軌接頭全部焊接完成后，焊縫應(yīng)立即進行消除應(yīng)力熱處理，溫度為：600-700℃；處理范圍為：從焊縫中心起兩側(cè)各50mm。恒溫加熱時間保證不少于10分鐘。

2.3.12消除應(yīng)力熱處理處理后，應(yīng)用石棉布（保溫棉氈）將焊縫包好，以使焊縫溫度緩慢冷卻，避免溫度急劇冷卻現(xiàn)象的發(fā)生，保溫層厚度以達到焊縫緩慢冷卻至常溫的要求為準(zhǔn)。

2.3.13在緩冷過程中，應(yīng)采取防止雨、水將保溫層淋濕的措施。

2.3.14焊接和熱處理結(jié)束后，在焊工做好100%自檢的前提下，焊縫應(yīng)做100%的PT檢驗，如有缺陷應(yīng)及時進行修補。修補工藝與焊接工藝要求相同。

3結(jié)語

焊條電弧焊應(yīng)用到起重機小車運行軌道焊接以來，總體評價較好。其結(jié)果：一是接頭斷裂少，小車軌道的接頭焊接更為方便和可靠；二是焊接后起重機運行平穩(wěn)，電氣元件、照明燈具的損壞及聯(lián)接螺栓松動故障大為減少，取得了較好的經(jīng)濟效益。同時該焊接方式與其他焊接方式（如常見的鋁熱焊接鋼軌法）比較有諸多優(yōu)點：工藝過程簡單，操作方便，采用的器具與材料較常見，尤其適合中小企業(yè)采用，值得推廣應(yīng)用。

參考文獻：

[1]張慧，高鈺捷.QU120起重機軌道的焊接技術(shù)[J].起重運輸機械，2012（1）：95～96

[2]蘭希園.門式雙梁起重機小車軌道焊接工藝的改進[J].焊接技術(shù)，2012.08