天車主梁焊縫開裂分析及修復

喬巖莉　李利霞　段世新　侯小沖

天車主梁焊縫開裂分析及修復

喬巖莉李利霞段世新侯小沖

【摘要】針對我公司一臺10t天車主梁與彎板焊縫發生開裂的現象，分析了主梁焊縫斷裂的原因，制定了裂紋修復方案，確保了天車的安全運行。

1. 概述

主梁是天車的主要構件，天車經過長期重載荷運行，大部分出現主梁焊縫開裂的現象，如果不及時采取措施，裂紋將繼續擴大，會造成主梁斷裂的惡性事故。因此，必須及時對開裂部位進行補焊修復處理。

2. 裂紋狀態描述

我公司鉚焊廠備料車間數控跨編號為212-201的天車，其一側端梁車輪的彎板（對稱2個）出現裂紋，并延伸至端梁的腹板上，基本狀態如圖1所示。

3. 裂紋產生原因分析

天車在運行過程中，除承受主梁本身的自重外，還承受主、副小車、料重等各種重量，受力情況極為復雜，主、副小車吊放重物產生的上下交變應力，以及因天車軌道不平而產生的交變應力，均可導致主梁的焊縫結構表面產生微裂紋，經過多次交變應力作用，初始微裂紋會進一步擴大，形成肉眼可以看出的裂紋。

另外，主梁與彎板焊縫為立焊，部分焊肉不均，造成較大的焊接殘余應力，降低了焊縫疲勞強度，導致主梁焊縫開裂，這是主梁焊縫裂紋形成的主要原因之一。

4. 裂紋修復方案

（1）用千斤頂頂起天車彎板斷裂處一端，使大車車輪離開軌道面后將車輪卸掉，妥善保管卸掉后的螺栓、螺母、墊圈等。

（2）沿彎板與腹板處焊縫

將斷裂彎板（2件）整件割掉，彎板基本尺寸如圖2所示。切割時注意沿靠近腹板處焊縫熔合線邊緣（距離彎板上表面約5mm）進行氣割。每塊彎板上分布的2件（合計4件）調整墊板從彎板上拆掉，注意氣割時不得傷及墊板，以備用。

（3）重新按圖2尺寸制作彎板2件。

（4）將腹板處裂紋用拋光砂輪機清除掉并修磨坡口，著色檢查無線性顯示后進行補焊，焊后打磨補焊表面。

（5）鑒于彎板與腹板的內部焊縫焊接不易操作，在腹板上與彎板焊接處割出單邊40°V形坡口，并備工藝背板1 （δ=5mm×18mm×64mm，2件）和背板2（見圖3），待與彎板進行焊接。

（6）彎板重新下料后與腹板進行焊接。兩彎板下料后用槽鋼連接，連接位置如圖4所示，注意保證兩彎板同一截面的平面度、平行度均≤1mm，保證彎板上兩孔距280mm。然后將工藝墊板1和墊板2焊于彎板上，彎板、背板1和背板2組成小部件A，如圖4所示。

（7）將小部件A裝焊到橫梁一端頭，裝配時注意保證彎板距一端頭58mm處φ45mm的孔心距端梁上表面的距離為550mm，同時腹板與圖4小部件A彎板應有5mm間隙，進行焊接，坡口焊滿后繼續焊5mm高角焊縫。焊接時采用CO2氣保焊，焊絲選用ER50—6，φ1.2mm，焊接參數如附表所示。

（8）待腹板與彎板焊接完成后，在腹板上補焊處根據實際補焊尺寸，焊上加強板以增加其強度，如圖5所示。

5. 結語

對天車主梁焊縫開裂部位進行修復，并焊接加強板進行剛性加固，能夠有效消除天車的事故隱患，確保天車安全運行。經過幾個月的運行觀察，天車運行平穩，裂紋沒有任何異常。

圖1　裂紋基本狀態

圖2　彎板

圖3　背板2

圖4　小部件A

圖5　焊接加強板示意

焊接參數

20141103

作者簡介：喬巖莉等，中信重工機械股份有限公司焊接工藝研究所。