140T吊車大梁懸掛支架更換工藝

張永強 龐志遠

摘要：文中簡要論述140T吊車大梁懸掛支架發生裂紋原因，主要論述140T吊車大梁懸掛支架更換工藝及措施、應力消除等內容，概括說明修復后140T吊車大梁懸掛支架投入露天煤礦生產之后保持完好的近況。為此，140T吊車大梁懸掛支架更換的成功為以后此類結構件的焊接維修提供可借鑒經驗。

關鍵詞：新懸掛支架；氧乙炔；架碳弧氣刨；CO2焊；多層多道焊

140T吊車的主要任務是黑礦大型設備的組裝和檢修，任務非常之重，出動率要求非常高，最大載重為140T。一旦該車出現問題，會極大地影響黑礦的正常工作。

一、懸掛支架開裂的原因分析

1）任務繁重，工作時間較長，設備得不到休息。

2）工作環境較差，支車的平衡度有一定的的偏差。

3）路況不好，車在行走過程中顛簸較大。

4）維修人員點檢不到位，導致裂紋尺寸增加，該車不能安全運行。

5）設備自身的服役時間較長（10多年），部分結構件已達到疲勞極限。

6）過去該設備的焊接，主要是外維修理。本單位的維修人員雖然也焊過幾次，但因質量不好，運行周期較短，基本上就不在焊接。重復的焊接導致懸掛支架焊接部位及附近金屬晶粒粗化，組織硬化，塑性韌性急劇下降，綜合力學性能已不能滿足吊車的工作要求。返修率提高，嚴重影響著設備的出動率和產量。

由于上述這些原因，該懸掛再沒有焊接的價值，對此要更換新的懸掛支架，下面闡述了更換懸掛的具體工藝。

二、懸掛支架的清理和附件拆卸

首先將懸掛支架上油污和泥土清理干凈，以便后面的切割。再將懸掛支架上的一些附件拆卸掉，例如，轉向拉桿、油管和一些連接電線等。并且用石棉布將這些拆卸的附件包裹好，以免在切割和焊接的時候損傷附件影響再次連接。

三、舊件的測量與切割

1）測量的要點：首先要找出懸掛支架的中心線，懸掛支架上中心點為O點，下中心點為C。由O點分別向兩側延伸至OA=OB=350mm，來確定左右的距離。測量AC=BC=765mm，來確定支架的垂直情況。在測量支架0點到大梁底板斷頭的距離為16mm以及支架內側到另一端支架內側的距離，來確定支架前后的距離。

2）開始切割主要采用碳弧氣刨，原因是熱影響區小，這樣可以降低大梁組織的改變，間接的保證焊接質量。刨削前，要測量一下新件的尺寸確保新件的可以完全替代舊件。刨削時，要有專人監護，旁邊要備有2個干粉滅火器。順序是由里到外，并且要做好支護。

3）大梁和新件的打磨用角磨機和角刀對梁和新件的焊接處進行打磨，讓大部分露出金屬光澤。同時，為利于蓋面焊接，減少焊接缺陷，還要打磨焊接處兩側約30mm左右。在打磨新件的焊接部分時，要將焊接部分打磨成K型的破口。

四、新件的組對

將新件放到可以升降的液壓小車上，推到大梁下開始組對。高低可以用小車來調整，前后可以人為進行調整。組對前，要用角尺測量大梁和新件焊接部分的平直度，如有高點要用角磨機打磨。根據前面測量的尺寸來進行定位，在到達微調試時，要用小錘敲擊和勤測量保證組對尺寸，把誤差降到最小（02㎜）。待尺寸合適后，要用液壓小車頂好，再進焊接點固。

五、焊接工藝

焊接過程中要考慮到預熱溫度的選擇、焊道層間溫度的控制、焊接方法的選擇，以及如何降低低焊接應力、以及人員的分配情況等多方面問題。雖然工件的厚度只有12mm，但該材料為進口材料，強度和剛度極高，綜合力學性能極好，因此對焊接工藝的要求也極高。此次自己更換也是首次，沒有類似經驗。以前140T大梁焊接工藝的成功，給我提供了強有力的借鑒。此次焊接工藝如下

1）焊接方法：半自動 CO2氣體保護焊焊接，仰角焊，采用多層多道堆焊。

2）焊絲：HOBARTTM771 Φ1.6 藥芯焊絲。焊接設備及焊接參數：使用米勒（miller dimension812）焊機及配套移動送絲機，CO2氣體的純度要求99.5%，具體焊接參數見下表。焊接方法為CO2氣體保護焊優點是生產效率高，焊接變形小、熱影響區小、耗能少、適用范圍比較廣、抗銹能力強、靈活強、操作簡單、焊接綜合成本低、最大的缺點是飛濺較大。控制飛濺的方法 調整恰當的焊接參數、選擇藥芯焊絲和含碳量低的焊絲、以及脫氧性好的焊絲、調整好焊槍角度。

CO2焊的參數表

焊道層次（mm）焊絲直徑（mm）焊接電流（A）電弧電壓（V）送絲速度（cm/min）氣體流量

（L/min）

打底層1.6160——18026——2718515

填充層1.6180——20027——2820015

蓋面層1.6160——18026——2717515

3）焊前預熱與焊后熱處理：根據母材的厚度、剛性、使用要求和工作環境的選擇恰當預熱溫度，焊后保溫時間和熱處理方法是進行重要結構件的工藝步驟。根據結構件的形狀，材質，厚度來選擇加熱方法，使用氧乙炔火焰預熱坡口兩側50～100mm范圍。預熱的目的是提高焊縫的起始溫度減小溫差，降低焊縫的淬硬傾向和裂紋傾向，對焊縫的組織沒用改變。為了防止高溫時冷速過低而產生脆性組織，預熱溫度不宜過高，一般控制在120℃～150℃之間，這次預熱溫度為140℃左右。預熱溫度過高，將使材料塑性韌性下降，脆性增加。

4）焊接要點：多層多道焊在焊接過中能夠減小焊接應力，前道焊縫為后道焊縫預熱，后道焊縫對前道焊縫進行熱處理，獲得良好的焊縫質量。多層多道焊接時焊槍盡可能不擺動，降低焊接線能量，防止焊縫晶粒粗化。由于空間受限制和以及線能量的控制，焊接全程使用一臺焊機焊接，一里一外兩人輪流焊接。形成焊道后用風動扁鏟或渣錘錘擊焊縫，一方面是能使焊縫焊接應力得到良好的釋放，另一方面有效的清除藥皮飛濺等焊道間雜物。焊縫層間最高溫度為200℃。焊接過程中嚴認真觀察檢測焊縫是否出現裂紋，夾渣氣孔等焊接缺陷。如有應立即去除缺陷，選擇合理的工藝方式再次焊接。焊后要進行熱處理，焊道完成后用厚石棉布覆蓋焊縫，讓其自然緩慢冷卻。冷卻到室溫后先用角向磨光機將焊縫進打磨平滑，去除余高，再用超聲波探傷，檢測是否有無缺陷，確保焊縫質量。焊后，必要的情況下還要進行后熱消氫處理，焊后立即將焊件的全部或局部進行加熱并保溫，讓其緩慢冷卻，使擴散氫充分逸出的工藝方法。后熱的目的時使擴散氫充分逸出接頭，防止焊接冷裂紋的措。加熱溫度一般在250℃～300℃，保溫時間一般在2～4小時。

焊后應力釋放：對焊縫采取局部高溫回火熱處理措施，回火溫度600℃680℃，保溫一定時間后用加厚石棉布覆蓋焊縫，讓其自然緩慢冷卻。目的在于消除部分殘余應力，降低裂紋傾向，細化晶粒，改善組織，提高綜合焊縫性能。

5）焊縫檢測：首先對焊縫外觀進行檢查，主要是利用肉眼、低倍的放大鏡以及焊口檢測尺。根據焊縫的重要性，若外觀沒用問題就要進行內部檢查。而內部是選用超聲波探傷儀，經檢查后，對超出標準的缺陷要進行處理，并進行再次檢測。

六、總結

焊后使用，近1年的跟蹤檢查，沒有發現裂紋。進一步證明我們的焊接工藝方法是成功的。采用此焊接工藝解決了移動吊國外部分設備結構件的焊接難題，同時135T、300T等吊車結構件的裂紋焊接修復提供了極有說服力的借鑒和經驗，創造了一定的經濟價值，確保了設備的正常、高效運行。

作者簡介：第一作者張永強（1983），男，內蒙古包頭人，大專，工程師， 畢業院校：內蒙古機電職業技術學院。