大型礦用自卸卡車主梁焊接修復工藝的應用

李義田

（渤海船舶職業學院，遼寧 葫蘆島 125000）

大型礦用自卸卡車又叫礦山自卸車（Mining Dump Truck），屬于非公路自卸車（Off-highway dump trucks）的一種，多用于露天開采運輸裝卸之用。在作業當中，卡車的各部件因為載重、路況和環境的影響，長期處于疲勞應力的作用之下，導致卡車大型結構件時常伴有開裂的現象發生。鑒于這種情況，參考以部分卡車的支架處大梁的焊接處開裂現象，經過對出現開裂原因的分析，合理的定制一種對卡車大梁的有效焊接修復部位的方法，從詳細上來講述焊接修復工藝的措施步驟。

1 礦用自卸卡車主梁開裂分析

由于礦用卡車在運輸作業當中，裝載物料的過程中其強大的重力勢能對卡車的各種部件構成一定的沖擊力，此時這種沖擊力會對卡車的主梁以及焊縫處有著較大的承受力。

卡車在裝滿石頭或者材料當中，由于很多地方的路況情況較為堪憂，卡車的各個車輪很多時候并不會在同一平面上行駛，這時卡車除卻前后懸掛的緩釋力，在余力的作用下還會對整體結構產生動載荷，由于動載荷的作用，礦用自卸卡車的主梁就會產生切應力。此外，卡車除了主梁受到以上的動載荷與切應力以外，還會受到其他載荷力。

例如在當卡車在加速過程當中主梁前后載荷的變化，或者轉彎時，受離心力作用對主梁引起的阻力，這些力對于卡車的主梁有著不斷在變化的載荷力，故此，卡車主梁主要疲勞損壞造成的斷裂形式，而裂紋的根源在于主梁的梁體腹板或翼板邊緣之處。在隨著載荷應力不斷周期性的重復作用于主梁，則時間久了，裂紋便會進一步擴大，從而影響主梁的使用[2]。

2 主梁由疲勞應力產生的裂紋焊接修復工藝

2.1 焊接前提

①焊接的材料最好使用較小直徑的材料；②準備好消除焊接完畢殘余的應力相關措施；③在焊接前，要采用密度能量比較大的焊接方式；④使用多層多道的焊接方式，盡量避免橫向擺動運條技術；⑤焊接前嚴格控制相關的預熱問題、熱輸入以及層間溫度的有關參數[3]。

2.2 焊接要求

（1）焊接的地方風不宜太大，風速應在21.6km/h內，如果風速過大，就有必要采取一定的防風措施。

（2）焊接前的預熱溫度一般要控制在100-150攝氏度以內。其次，在焊縫的兩邊進行預熱，其范圍不得低于板厚的三倍大小，但是也不能小于0.1cm。

（3）焊接前，要對焊接處的兩側進行仔細清理，不得有雜質殘留在表面。

（4）焊接當中要選用直徑在3.2mm左右的焊條，采用多層多道的焊接方式進行焊接；平焊電流要在110～120A，向上立焊的電流在100～110A。

（5）在填充層的焊接當中，焊接電流要比第1層的焊接電流大一點，在此過程當中可以將殘留的熔渣溶解氣體逸出來，以免形成夾渣或氣孔等缺陷。

（6）在蓋面層的焊接當中，必須注意焊條的角度和焊條在兩側停留的時間長短，將破口棱邊必須進行充分的溶化，要保持焊縫的圓滑過渡，避免形成咬邊。

（7）在每層每道焊接完畢過后，必須清理完表面的焊接熔渣，才能進行下一層焊道的焊接。

（8）在焊接過程當中，焊條的起弧收尾以及接頭禁止留置在焊道拐角處，在每層焊道的接頭處要互相錯開5cm～10cm。

（9）每層每道之間的溫度應在100～200℃為宜，并且不低于預熱的溫度。

（10）環境溫度在0℃以下時，在焊接完畢過后需采取保溫緩冷以及后熱處理措施。

（11）焊接結束后使用角磨機在焊道表面進行打磨，力求工整平滑，并且嚴格做好防腐處理。

2.3 焊接方法以及材料

（1）焊接方法采用手工電弧焊或熔化極活性氣體保護電弧焊（MAG焊）。

（2）焊接材料采用E7018-1焊條或E8018-C3焊條。

（3）焊接設備選擇林肯多功能MODELDC600焊機。

2.4 工藝參數

表1 工藝參數表

在焊接層數上，側板內部4層，外部2層；仰板內部5層，外部3層。在每層的厚度選擇上盡量避免超過5mm。

2.5 焊接電流

表2 焊接電流數據表

2.6 流程總結

（1）卡車主梁開裂的部位內外側分別做好標記，并且拆掉焊接部位的油管線束以及相關部件。

（2）在主梁開裂側面的發動機副梁做好支撐，其目的在于能夠解除發動機支架的壓力。

（3）在發動機的支架處做好標記，沿著焊接內圈使用碳弧氣刨設備將發動機支架刨開。

（4）在主梁的開裂部位開好窗口，拆下的鋼板保存待用。

（5）當立焊與仰焊都焊接完畢之后，使用角磨機將所有焊接表面進行打磨，使其富有光澤且工整。

（6）將開窗拆下來的鋼板組對窗口進行焊接，焊接完畢后注意保溫處理。

（7）主發動機支架進行焊接修復及打磨工整重新組裝。

（8）組對主發動機的支架，組裝過程保證與之前所做標記的吻合度。

（9）在焊接主發動機支架過程中焊接接頭各層禁止在同一處以防止氣孔、夾渣的產生。

（10）為保護焊縫不被腐蝕應進行最后的防腐處理。

3 結語

由于我國在礦業中發展速度較快，故此，在不斷作業當中，卡車各部位的損害總是不可避免，這時對于維修的焊接修復工藝便有了一定的必然性要求，本文就焊接修復工藝以供維修之參考。