CED460-6型液壓挖掘機動臂焊接缺陷原因的分析

潘興偉

【摘要】CED460-6型全液壓挖掘機以電動機為動力，具有體積小、運行平穩(wěn)、操作便捷等特點，受到同行業(yè)內的普遍認同。但隨著液壓挖掘機投入使用時間的增長，設備潛在動臂根部劣化問題逐漸顯現出來。本人基于多年來對該設備動臂維保焊接的經驗，就挖掘機動臂根部焊接施工中的缺陷和原因進行簡單分析。

【關鍵詞】動臂：焊接：缺陷：原因分析

引言

石灰石礦明山礦區(qū)在2005年末開始投入使用CED460-6型液壓挖掘機，由于其運行平穩(wěn)、作業(yè)效率高，極大地提高了設備的作業(yè)效率，為企業(yè)的發(fā)展和節(jié)能減排做出巨大貢獻。該挖掘機由主機和工作裝置兩部分組成。工作裝置包括動臂、斗桿總成和鏟斗，動臂和動臂油缸通過銷軸與回轉平臺上的耳板連接，在動臂油缸伸縮長度的范圍內，實現以軸銷為圓心的上下移動。

一、控制動臂焊縫缺陷的必要性

動臂前與斗桿、后與回轉平臺連接，承載著挖掘、提升、回轉等作業(yè)力。由于長期在沖擊、振動和變載的作用下，動臂在完成10余萬噸作業(yè)量后，就不同程度在根部出現劣化或斑紋進而出現裂紋等現象，雖然經過及時修焊等補救措施，還是繼續(xù)沿焊縫處裂紋劣化，未能從根本上解決動臂達到使用周期的要求。為解決焊縫的缺陷問題，在保持該挖掘機原有機械性能不變的情況下，對開裂的焊縫采用氣割與角磨機修制坡口、J506焊條焊接施工工藝，提高其焊接牢固性。通過此種方法焊接，極大地提高了動臂的使用周期。

二、動臂焊縫缺陷產生的原因

（一）氣孔

氣孔是指在焊接施工時，熔池中的氣體在焊縫金屬凝固前未能及時溢出而形成的空穴。氣體可能是熔池從外界吸收的，也可能是焊接冶金過程中反應生成的。氣體根據其所處位置不同分為表面氣孔和內部氣孔。

產生氣孔的原因有：焊接過程中，焊接本身產生的氣體或外部氣體進入熔池，在熔池凝固前沒有及時溢出熔池而殘留在焊縫中。產生氣孔主要原因如下：

第一，焊接過程中，由于防風措施不當，氣體進入熔池第二，電弧過長，焊接時保護氣體保護效果不好。第三，母材清理不徹底，雜質在焊接時產生氣體進入熔池。第四，熔池溫度低，凝固時間短。第五，焊接材料沒有烘焙或烘焙不達標準，焊絲清理不干凈，在焊接過程中產生氣體進入熔池。

（二）夾渣

焊接件在焊接施工過程中，藥皮、雜質殘留在焊縫中的夾雜物。產生夾渣主要原因如下：

第一，焊接件清理不干凈，多道焊層間藥皮清理不及時，焊接過程中藥皮脫落到熔池中。

第二，電弧過長，焊接件角度不正確，焊層過厚，導線容量小，焊接速度過快等，使熔池中熔化的雜質未溢出而凝固。

（三）咬邊

由于焊接施工參數選擇不正確或操作方法不當，沿焊趾的母材部位產生溝槽或凹陷的現象稱為咬邊。

產生咬邊主要原因有：操作方法或焊接施工參數不當。如焊接電流過大、電弧過長、運條方法和角度不當、坡口兩側停留時間過長或過短等。

（四）未焊透和未熔合

母材金屬未熔化，焊縫金屬沒有進入接頭根部的現象稱為未焊透。焊縫金屬與母材金屬或焊縫金屬之間未熔化結合到一起的現象稱為未熔合。

產生的主要原因有：焊接施工參數選擇不合適，導致電流過小或電弧過長，坡口角度過小，間隙過窄和鈍邊過大。操作方法不當，如運條速度過快，焊條角度不合適，電弧吹偏，焊條擺動幅度不合適，焊條和焊道清理不干凈等，在存在雜質的情況下，會影響焊接的熔合。

（五）焊接裂紋

焊接裂紋是一種嚴重的結構件工藝缺陷，按照裂紋形成的條件不同分為：熱裂紋、冷裂紋、再熱裂紋和層狀撕裂四類。在這里重點介紹前兩種裂紋產生的主要原因。

焊縫金屬由液態(tài)到固態(tài)的結晶過程中產生的裂紋稱為熱裂紋，其主要特征是焊接施工后立即清晰可見，且多發(fā)生在焊縫中心，沿焊縫長度方向分布。熱裂紋的裂口多數貫穿于表面，呈現出氧化色彩，裂紋末端略呈圓弧形。產生的主要原因有：焊接熔池中存在低熔點雜質（如FsS）。由于這一類雜質熔點低，結晶凝固比較晚，凝固后的塑性和強度極低。因此，在外界結構拘束應力足夠大和焊縫金屬凝固收縮的作用下，熔池中的低熔點雜質在凝固過程中被拉開或在凝固后不久被拉開，造成晶間開裂。

焊接件在冷卻過程中或冷卻后，母材或母材與焊縫交界熔合線上產生的裂紋稱為冷裂紋。這種裂紋有可能在焊接施工后出現，也有可能在焊接施工后的幾小時內出現。產生冷裂紋的主要原因：第一，在焊接熱循環(huán)的作用下，熱影響區(qū)生成了脆硬組織。第二，焊縫中存在過量的氫氣，且具有濃集的條件。第三，焊接部位承受較大的拘束應力。

裂紋影響焊接件的安全使用，是一種嚴重的工藝缺陷，結構件的劣化都是從焊縫處開始的。在焊接過程中要采取一切必要的措施，防止出現裂紋。在焊接施工后要采取各種措施，確認檢查有無裂紋現象，一經發(fā)現裂紋應及時修補。

結語

總之，正是由于全液壓挖掘機在工程、礦山、交通等行業(yè)的普及應用，才能體現出焊接技術在挖掘機工作裝置劣化后的重要性。因此，要加強焊接施工技術的交流學習和實踐應用，共同提高焊接施工質量。焊接施工是一項復雜的工作，只有嚴格控制焊接技術缺陷，才能提高動臂使用效率。

參考文獻：

天津市機電工業(yè)總公司.電焊工必讀[M].天津：天津科學技術出版社，2001.