半掛車(chē)車(chē)架焊接缺陷及質(zhì)量控制分析

李東浩　譚璐

摘 要：隨著我國(guó)公路貨運(yùn)的逐漸發(fā)展與進(jìn)步，由于半掛車(chē)的車(chē)載量大以及效率高，在公路貨運(yùn)中受到了很多客戶的歡迎。但是在實(shí)際的使用中，半掛車(chē)車(chē)架存在各種各樣的焊接缺陷，影響了半掛車(chē)的使用。基于此，本文重點(diǎn)研究以及分析了半掛車(chē)車(chē)架的焊接缺陷以及質(zhì)量控制措施。

關(guān)鍵詞：半掛車(chē)車(chē)架 焊接缺陷 質(zhì)量控制

半掛車(chē)作為一種運(yùn)輸工具，半掛車(chē)在實(shí)際的運(yùn)輸中運(yùn)用范圍十分廣泛。與全掛車(chē)相比，半掛車(chē)比較靈活，且倒車(chē)方便，具有較好的適應(yīng)性。本文將重點(diǎn)分析半掛車(chē)車(chē)架的焊接缺陷，然后提出了具體的質(zhì)量控制措施，從而通過(guò)本文的研究能夠?yàn)榘霋燔?chē)車(chē)架焊接工藝的生產(chǎn)發(fā)展提供一定的參考與借鑒。[1]

一、半掛車(chē)車(chē)架的焊接缺陷

1.半掛車(chē)車(chē)架形狀缺陷

對(duì)于半掛車(chē)的車(chē)架形狀缺陷來(lái)說(shuō)，最主要的還是車(chē)架焊接的裂紋缺陷。從產(chǎn)生半掛車(chē)車(chē)架焊接裂紋缺陷的原因來(lái)看，主要是由于車(chē)架在焊接的過(guò)程中出現(xiàn)的力學(xué)因素以及冶金因素。從力學(xué)因素的角度來(lái)看，在焊接的過(guò)程中，半掛車(chē)車(chē)架的各個(gè)部件的焊縫截面要比實(shí)際構(gòu)件的截面要小。同時(shí)每一個(gè)部件的形狀也是不一樣的。在焊接的過(guò)程中，焊縫十分復(fù)雜。焊接過(guò)程中產(chǎn)生的拘束應(yīng)力以及拘束變形情況會(huì)相應(yīng)的集中在那些焊接截面小于構(gòu)件截面的位置。其中，拘束力越大，焊接區(qū)域所承受的拘束應(yīng)力以及拘束應(yīng)變力也越大，最后半掛車(chē)車(chē)架出現(xiàn)裂紋的危險(xiǎn)性也越大。從半掛車(chē)車(chē)架裂紋所產(chǎn)生的影響來(lái)看，這是一種十分危險(xiǎn)的缺陷，這也是導(dǎo)致半掛車(chē)出現(xiàn)破壞事故最主要的原因。半掛車(chē)車(chē)架裂紋最主要的原因是由于焊接接頭工作截面減少，會(huì)降低焊接結(jié)構(gòu)的承載能力，最后出現(xiàn)應(yīng)力集中的情況，從而使得半掛車(chē)車(chē)架的抗疲勞強(qiáng)度降低。由于半掛車(chē)的工作環(huán)境十分復(fù)雜，車(chē)架表面裂紋能夠藏污納垢。在這樣環(huán)境的影響下，半掛車(chē)的腐蝕情況會(huì)進(jìn)一步惡化，從而導(dǎo)致半掛車(chē)車(chē)架的部件出現(xiàn)斷裂的情況。[2]

2.半掛車(chē)車(chē)架焊接應(yīng)力與變形

在半掛車(chē)車(chē)架焊接的過(guò)程中，出現(xiàn)焊接殘余應(yīng)力以及變形的主要原因是材料受熱變形所導(dǎo)致的，最后形成了內(nèi)部應(yīng)力集中，而殘存的應(yīng)力由于釋放的情況而出現(xiàn)構(gòu)件變形的情況。在車(chē)架焊接的過(guò)程中周?chē)鷷?huì)出現(xiàn)不均勻的溫度場(chǎng)，車(chē)架焊縫周?chē)臏囟茸罡呖梢赃_(dá)到1600℃以上，而臨近的溫度會(huì)出現(xiàn)急劇下降的情況。不均勻的溫度場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生不均勻的膨脹。半掛車(chē)車(chē)架的鋼材制成的，鋼材受熱后會(huì)急劇膨脹，但是其兩側(cè)的溫度較低，最后會(huì)產(chǎn)生熱塑性壓縮的情況。當(dāng)焊縫冷卻時(shí)，會(huì)縮短受塑形壓縮的焊縫。但是受到兩側(cè)鋼材的限制，使得焊縫的收縮會(huì)受到已經(jīng)凝固的焊縫的限制，最終出現(xiàn)內(nèi)部應(yīng)力的情況。在半掛車(chē)車(chē)架焊接的過(guò)程中，由于加熱及冷卻的不均勻，構(gòu)件會(huì)出現(xiàn)橫向及縱向的收縮，最終使得構(gòu)件出現(xiàn)彎曲以及扭轉(zhuǎn)等變形情況。受到殘余應(yīng)力與變形的影響，半掛車(chē)車(chē)架的結(jié)構(gòu)剛度會(huì)降低，在外力作用的影響下，其變形的幾率也會(huì)加大。同時(shí)，受低溫冷卻的影響，半掛車(chē)車(chē)架的裂紋情況也會(huì)惡化。焊縫及其周?chē)牡貐^(qū)是形成疲勞裂紋最敏感的地區(qū)，這會(huì)明顯的影響半掛車(chē)車(chē)架結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度。[3]

二、半掛車(chē)車(chē)架焊接的質(zhì)量控制措施

在半掛車(chē)車(chē)架的焊接過(guò)程中，需要對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的控制。在半掛車(chē)車(chē)架的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)以及制造中，需要全面的控制質(zhì)量，從而使其滿足人們實(shí)際使用的需要。提升半掛車(chē)車(chē)架的使用壽命以及安全等級(jí)，促進(jìn)半掛車(chē)車(chē)架焊接質(zhì)量的提升。接下來(lái)，本文將重點(diǎn)分析半掛車(chē)車(chē)架的質(zhì)量控制措施。

1.優(yōu)化焊接流程

縱梁拼裝工位：上料過(guò)程為行車(chē)吊料上拼裝臺(tái)，存在安全隱患，且吊料過(guò)程容易造成板料彎曲，不利于控制誤差。考慮通過(guò)輥道上料，機(jī)械化定位，以減少人工操作引起的誤差，提高拼裝的精度。

縱梁自動(dòng)焊工位：由于自動(dòng)埋弧焊機(jī)使用時(shí)間較長(zhǎng)，電流電壓不易控制，縱梁拼焊時(shí)常會(huì)出現(xiàn)焊接缺陷，且下翼面變截面及腹板對(duì)接縫處自動(dòng)焊無(wú)法焊接，故在縱梁自動(dòng)焊工位之后設(shè)置縱梁補(bǔ)焊工位。考慮使用新的自動(dòng)焊機(jī)，控制焊接缺陷，并通過(guò)采用焊縫跟蹤器實(shí)現(xiàn)下翼面變截面的自動(dòng)焊接。[4]

綜上所述，可將縱梁拼裝、縱梁自動(dòng)焊、縱梁補(bǔ)焊三個(gè)工位合并，實(shí)現(xiàn)縱梁拼裝、焊接、補(bǔ)焊同時(shí)進(jìn)行。

2.確定焊接位置及焊接方法

從上文對(duì)半掛車(chē)焊接缺陷的分析可以看出，變形是一種影響較大的焊接缺陷。在實(shí)際的焊接中，將半掛車(chē)車(chē)架的工字梁呈立式放置，使用雙槍對(duì)稱焊接，能避免焊接后發(fā)生側(cè)彎變形以及角變形的情況。另外，在焊接的過(guò)程中，如果適當(dāng)?shù)恼{(diào)整焊接順序以及控制線能量，也能將側(cè)彎變形以及角變形的影響控制在最小。另外，在充分考慮以上因素的基礎(chǔ)上，從實(shí)際生產(chǎn)企業(yè)的工藝裝備出發(fā)，雙腹板縱梁的焊接可以使用雙槍對(duì)稱斜角焊的焊接方法。

3.合理控制焊接順序及焊絲位置

在半掛車(chē)車(chē)架的焊接中，應(yīng)該嚴(yán)格控制焊接的順序。在數(shù)控等離子切割下料的過(guò)程中，偏吹會(huì)影響腹板的切割面不垂直，最后出也導(dǎo)致焊接變形的情況。因此，當(dāng)完成第一次埋弧焊焊接時(shí)，應(yīng)該焊接截面尺寸較大的那一面，然后翻轉(zhuǎn)工件，進(jìn)行縱梁另一面焊縫的第一層以及第二層的焊接。緊接著再次進(jìn)行翻轉(zhuǎn)工件，完成第一面焊縫的第二層焊接。同時(shí)，還應(yīng)該嚴(yán)格控制不同焊接層數(shù)中焊絲的位置。為了空盒子斜角焊焊縫的形成，為了防止咬邊以及焊腳不等邊現(xiàn)象的發(fā)生，由于兩層焊接中焊絲的指向不同，因此，在焊接第一層焊縫時(shí)，焊絲應(yīng)該指向焊縫的中間，從而保證焊縫能夠足夠的熔池。在焊接第二層焊縫時(shí)，焊絲應(yīng)該上偏翼板的那一側(cè)，從而保證焊縫的尺寸以及焊縫成形，從而能有效的避免咬邊等焊接缺陷。

結(jié)語(yǔ)

本文著重分析了半掛車(chē)車(chē)架的焊接缺陷及質(zhì)量控制措施。在半掛車(chē)車(chē)架的焊接中，由于受各種因素的影響，會(huì)出現(xiàn)車(chē)架形狀缺陷以及應(yīng)力和變形的影響。因此，應(yīng)該采取合理的質(zhì)量控制措施，如選用合適的焊接工藝，確定焊接位置及焊接犯法以及合理控制焊接順序及焊絲的位置等，從而不斷促進(jìn)半掛車(chē)車(chē)架焊接質(zhì)量的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]高淑.掛拖掛船廂式雙支點(diǎn)側(cè)卸半掛車(chē)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)[D].青島理工大學(xué)，2016.

[2]吳興華.直梁式掛車(chē)生產(chǎn)流水線改造及工藝分析[J].機(jī)械工程師，2016，08：198-199.

[3]吳興華.集裝箱運(yùn)輸半掛車(chē)生產(chǎn)線淺析[J].汽車(chē)與配件，2015，12：52-55.

[4]杜文學(xué).淺析半掛車(chē)車(chē)架的主要焊接缺陷及質(zhì)量控制[J].機(jī)械工程師，2014，01：179-180.