現(xiàn)階段礦用卡車結(jié)構(gòu)件焊接技術(shù)應(yīng)用探討

唐 飛

（江銅集團(tuán)德興銅礦，江西 德興 334200）

1 礦用卡車常見受損因素分析

（1）設(shè)備因素。卡車設(shè)備的質(zhì)量直接影響著整個(gè)運(yùn)輸環(huán)節(jié)的順利實(shí)施。在礦山生產(chǎn)中，隨著生產(chǎn)和作業(yè)線的發(fā)展，運(yùn)輸線路要不斷移動(dòng)，導(dǎo)致路況差，對(duì)運(yùn)輸設(shè)備影響大，容易造成疲勞損傷[1]。

（2）人員因素。一般說來，人員因素從多方面影響著礦區(qū)卡車作業(yè)。尤其在當(dāng)前的礦山企業(yè)中，存在著技術(shù)人員缺乏、專業(yè)素質(zhì)低、適應(yīng)性差等現(xiàn)象，給運(yùn)輸作業(yè)帶來了極大的隱患[2]。

（3）環(huán)境因素。通常，對(duì)卡車作業(yè)的環(huán)境因素分為軟環(huán)境和硬環(huán)境。其中，硬環(huán)境主要指開采現(xiàn)場的客觀自然條件，而軟環(huán)境主要指礦山企業(yè)的相關(guān)規(guī)章制度等。此外，由于礦用卡車具有較強(qiáng)的專用性，受運(yùn)行環(huán)境的影響較大，卡車零部件易老化，而且容易出現(xiàn)暫時(shí)性的故障。

2 礦用卡車大梁結(jié)構(gòu)件裂紋的原因及焊接技術(shù)應(yīng)用

2.1 裂紋的原因

大梁結(jié)構(gòu)作為卡車的主要骨架，主要由是厚度大于30毫米的微合金高強(qiáng)度鋼結(jié)構(gòu)件制成。不僅需要承受箱體自身的重力之外，還需要承受箱體裝載材料時(shí)的重量及在滿載時(shí)也承受巨大的載荷，一旦出現(xiàn)損壞，就容易對(duì)卡車的正常運(yùn)行造成極大的影響。在各種外力作用下，當(dāng)應(yīng)力集中超過材料的屈服強(qiáng)度時(shí)，梁框架將發(fā)生局部塑性變形，此時(shí)構(gòu)件表面將產(chǎn)生微疲勞裂紋。

2.2 裂紋修復(fù)焊接工藝

①焊接方法： 二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊、多向焊、多層多通道堆焊方法。②焊接設(shè)備及焊接參數(shù)：主要采用Lincoln DC-600焊機(jī)及配套移動(dòng)送絲器保護(hù)純度大于99.9%的二氧化碳?xì)怏w。相關(guān)的焊接參數(shù)：材料厚度≥30mm；焊絲直徑1.6mm；焊接電流：240A～280A；電弧電壓：23V～27 V ；送絲速度180/mm＊min-1～220/mm＊min-1；氣體流量15mm＊min-1～18 mm＊min-1。③裂紋處理 ： 采用碳弧氣刨對(duì)裂紋兩側(cè)10毫米范圍內(nèi)的疲勞金屬進(jìn)行清理，制成對(duì)稱的“V”形槽，斷裂角約為50°，采用角磨和直磨進(jìn)行表面處理，直至金屬光澤。④焊前預(yù)熱與焊后熱處理： 大型結(jié)構(gòu)件焊接過程中，要合理的選擇焊接前的預(yù)熱溫度和焊接后的保溫溫度。并根據(jù)斗嘴唇的形狀和裂紋，采用履帶式加熱板對(duì)焊縫兩側(cè)150mm～200mm范圍內(nèi)的焊接前后進(jìn)行預(yù)熱保溫。⑤焊接流程：a.焊機(jī)用于打底焊接，焊后立即用風(fēng)鎬、扁鏟等工具敲擊焊縫，以釋放焊接應(yīng)力，有效去除焊縫間的雜質(zhì)，如涂層。觀察焊縫是否開裂，如果有開裂就需要選擇合理的方式重新焊接。b.打底焊接完成后開始多層多道焊接，焊接每完成一道焊縫都得進(jìn)行敲擊。c.在完成全部焊接后，用角拋光機(jī)對(duì)焊縫進(jìn)行拋光，以消除焊接缺陷[3]。

3 礦用卡車廂斗開裂原因及焊接技術(shù)應(yīng)用

3.1 開裂原因

通常，在礦山采場中，大型礦用卡車主要用于運(yùn)輸巖石、黃土等材料。在裝卸物料過程中，由于鏟斗體積大，且某些巖塊載荷過大，當(dāng)鏟斗卸到貨車箱斗中時(shí)，大塊體對(duì)鏟斗兩側(cè)和底板都產(chǎn)生很大的沖擊，從而使得鏟斗的承載能力大大提高。ld焊縫承受很大的張力，當(dāng)某些大石頭擊中箱斗的護(hù)板或外立板時(shí)，對(duì)箱斗的沖擊較大。一旦這些外力超過桶形材料或焊縫的承載能力，就會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的變形甚至大面積開裂。桶中使用的一些鋼含有過多的碳，并傾向于過多的硬化。特別是在圖1中，有較高的開裂頻率。

圖1 卡車廂斗結(jié)構(gòu)圖

3.2 焊接方法分析

通過對(duì)不同箱形斗的材料、應(yīng)力和損傷程度的分析，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)件焊接工藝已不能滿足要求。只有采用散亂應(yīng)力點(diǎn)法對(duì)箱斗底板進(jìn)行保護(hù)，確保箱斗底板之間的焊接區(qū)應(yīng)力在屈服極限以內(nèi)，才能使箱斗底板或焊接區(qū)產(chǎn)生裂紋或斷裂。箱桶是可以避免的。

3.3 裂紋修復(fù)工藝及焊接技術(shù)

（1）焊接方法： 電極采用手工焊接和多向焊接，采用多層和多堆焊方法。

（2）焊材：選擇綜合力學(xué)性能較好的Lincoln 8018ci。

（3）焊接設(shè)備及焊接參數(shù)：采用Lincoln DC-600直流焊機(jī)，相關(guān)焊接參數(shù)：材料厚度≤10mm；焊絲直徑3.2、4mm；焊接電流：100A～130A、135A～150A；烘干時(shí)間：2h；焊接厚度：2mm～4mm、3mm～5mm。

（4）裂紋處理： 用碳弧氣刨清除裂紋兩側(cè)的疲勞金屬，制作V形槽，用角磨和直磨對(duì)槽進(jìn)行表面處理，直至金屬光澤、槽面平整度被修整，拉深筋中銹蝕等雜質(zhì)。

（5）焊前預(yù)熱與焊后熱處理：在大型結(jié)構(gòu)件的焊接過程中，要科學(xué)的選擇焊接前的預(yù)熱溫度和焊接后的保溫溫度。并根據(jù)裂紋的外形，采用氧乙炔火焰加熱法對(duì)焊縫兩側(cè)10毫米范圍內(nèi)的焊接前后進(jìn)行預(yù)熱保溫。

（6）焊接流程：①一臺(tái)焊機(jī)打底焊接。焊接結(jié)束后，采用氣動(dòng)鎬和平鏟，能很好地釋放焊接應(yīng)力，有效去除焊縫間的雜質(zhì)，如涂層。觀察焊縫是否開裂，如果有，消除缺陷，選擇合理的方式重新焊接。②在底焊完成后，開始多層和多通道焊接。每個(gè)焊縫都必須錘打。③采用角磨機(jī)磨削所有焊縫，消除焊點(diǎn)等焊接缺陷，使焊接應(yīng)力分布均勻，避免產(chǎn)生延遲裂紋。

4 結(jié)語

總之，作為礦山運(yùn)輸?shù)闹匾O(shè)備，隨著礦山生產(chǎn)工作量的增加，卡車全年以高頻、高負(fù)荷運(yùn)行，導(dǎo)致卡車重要結(jié)構(gòu)件產(chǎn)生裂紋甚至損壞。因此，加強(qiáng)卡車重要結(jié)構(gòu)件的焊接和維修，降低由于卡車結(jié)構(gòu)件異常損壞而導(dǎo)致的卡車出貨率，從而影響礦山企業(yè)的正常生產(chǎn)效率，已成為中我國礦山企業(yè)亟待探索的問題。