弘建礦掘進(jìn)機(jī)回轉(zhuǎn)臺(tái)開(kāi)裂的工藝分析

蔡健　張寧寧　唐鈺

摘 要：我單位自主研發(fā)的掘進(jìn)機(jī)主體結(jié)構(gòu)為焊接鋼結(jié)構(gòu)，焊接方式采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊。對(duì)于重大的鋼結(jié)構(gòu)，焊接工藝起著重要的作用。產(chǎn)品在客戶(hù)工作中出現(xiàn)了一些問(wèn)題，這就需要做些工藝分析以及對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題做些預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：焊接結(jié)構(gòu)；二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊；工藝分析；預(yù)防措施

中圖分類(lèi)號(hào)：TG316 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一、掘進(jìn)機(jī)簡(jiǎn)介

掘進(jìn)機(jī)由切割部、鏟板部、第一運(yùn)輸機(jī)、本體部、行走部、后支撐、液壓系統(tǒng)、水系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)構(gòu)成。通過(guò)電氣系統(tǒng)與液壓系統(tǒng)配合操作，可自如實(shí)現(xiàn)整機(jī)的各項(xiàng)生產(chǎn)作業(yè)。本文討論的是我單位自主研發(fā)生產(chǎn)銷(xiāo)往陜西弘建煤礦的EBZ320掘進(jìn)機(jī)。

其中本體部位于機(jī)體的中部，主要由回轉(zhuǎn)臺(tái)1、回轉(zhuǎn)支承2、本體架3組成，如圖1所示。回轉(zhuǎn)臺(tái)采用整體焊接結(jié)構(gòu)，主要結(jié)構(gòu)件為厚鋼板，前面上部回轉(zhuǎn)臺(tái)裝有切割部，中間通過(guò)回轉(zhuǎn)支承與本體架連接在一起。整體重量1.3t。回轉(zhuǎn)臺(tái)熱加工采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊的焊接方式。

二、回轉(zhuǎn)臺(tái)開(kāi)裂分析

圖1是陜西弘建煤礦的EBZ320掘進(jìn)機(jī)上的回轉(zhuǎn)臺(tái)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的工作，焊接處出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。為了產(chǎn)品的更好發(fā)展，必須做下系統(tǒng)分析，找到原因，解決問(wèn)題。

從材料角度上做工藝分析，對(duì)于圖號(hào)為J2-0401其結(jié)構(gòu)由材料Q345和Q235焊接而成。件1、件2、件3、件5材料為Q345；其余件為Q235。

其碳當(dāng)量大約為0.49%，可焊性不好，所以焊接時(shí)需謹(jǐn)慎，焊接前必須預(yù)熱。由于是兩種材料焊接而成，對(duì)于異種鋼焊接從焊接工藝上考慮，焊接參數(shù)就高不就低，方法上就低不就高。

圖2件15（Q235）與件2（Q345）焊縫處產(chǎn)生了焊縫開(kāi)裂。焊前未預(yù)熱或預(yù)熱未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)會(huì)產(chǎn)生裂紋。

從焊接方法上分析，組立后長(zhǎng)時(shí)間放在陰暗潮濕的環(huán)境下鋼結(jié)構(gòu)容易生銹，焊前必須除銹和除油。無(wú)論什么結(jié)構(gòu)的多厚的焊件采用大電流高速度焊接是不可行的，必須采用合理的焊接參數(shù)去焊接。

從結(jié)構(gòu)上分析，如圖3所示由件1、件2、件11、件13、件14、件15（背側(cè)）組成的一個(gè)封閉的腔體，圖4為去除件15后的腔體，可看到其焊縫結(jié)構(gòu)。在熱處理退火消除應(yīng)力的程序后，會(huì)給內(nèi)部周邊的焊縫帶來(lái)應(yīng)力，會(huì)產(chǎn)生冷裂紋，長(zhǎng)時(shí)間工作延遲裂紋會(huì)生效，亦可導(dǎo)致開(kāi)裂。造成Q345相關(guān)部分開(kāi)裂的裂紋主要是冷裂紋，冷裂紋主要產(chǎn)生部位在熱影響區(qū)以及焊縫金屬內(nèi)。

由于空腔內(nèi)應(yīng)力集中會(huì)導(dǎo)致空腔內(nèi)邊緣的焊縫承受很大的應(yīng)力后開(kāi)裂。同時(shí)，經(jīng)過(guò)熱處理的過(guò)程，很可能產(chǎn)生再熱裂紋，為了防止這種裂紋的產(chǎn)生，首先從設(shè)計(jì)角度考慮選擇再熱裂紋敏感性低的材料，其次從結(jié)構(gòu)上要盡量減少近縫區(qū)的內(nèi)應(yīng)力和應(yīng)力集中。

三、正確加工回轉(zhuǎn)臺(tái)

工人需要按照專(zhuān)業(yè)的焊接工藝方案施工。

焊接流程：點(diǎn)固焊→預(yù)熱→里口施焊→背部清根→外口施焊→里口施焊→自檢/專(zhuān)檢→焊后熱處理→無(wú)損檢驗(yàn)（焊縫質(zhì)量合格）

防止開(kāi)裂的措施包括：①降低焊縫中的含氫量，嚴(yán)格烘干焊接材料；②合理的預(yù)熱及后熱；③選用碳當(dāng)量較低的原材料；④設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)時(shí)，避免應(yīng)力集中；⑤采用合理的焊接方法焊接。

參考文獻(xiàn)

[1]張汝春，張文博.S200M型掘進(jìn)機(jī)回轉(zhuǎn)臺(tái)鑄造工藝探討[J].煤礦機(jī)械，2005（03）：64-66.