礦用車車架裂紋挖補(bǔ)法修復(fù)技術(shù)

方春剛 邢偉 張書寧

摘要：礦用車車架材質(zhì)為高強(qiáng)鋼，車輛生產(chǎn)運(yùn)行過程中由于工況惡劣，車架承重重心處、附屬裝置連接處容易產(chǎn)生裂紋，通過創(chuàng)造挖補(bǔ)法的手工電弧焊焊接工藝對(duì)車架裂紋進(jìn)行修復(fù)，可大大延長(zhǎng)車架使用壽命，取得了明顯的效果。

關(guān)鍵詞：礦用車;車架裂紋;挖補(bǔ)法

礦用車由于承載大的特點(diǎn)均采用邊梁式車架，邊梁式車架是指由兩根縱梁及連接縱梁的若干橫梁組成的一種型式，兩根縱梁多采用封閉式矩形截面結(jié)構(gòu)。車架必須具有足夠的強(qiáng)度和較長(zhǎng)的使用壽命，車架的損壞將直接影響車輛的正常使用，危及車輛的安全行駛。

1 車架裂紋產(chǎn)生原因

由于礦用車的運(yùn)行道路條件比較惡劣，車架受力情況復(fù)雜，車架的損壞情況也時(shí)有發(fā)生，而且形態(tài)各異。比如，在采場(chǎng)崎嶇道路上行駛時(shí)，車架受到垂直沖擊載荷，可能會(huì)超過車架的許用應(yīng)力而產(chǎn)生裂紋或斷裂;車輛在上下坡、轉(zhuǎn)彎或裝載不均時(shí)，也會(huì)引起車架局部過載而導(dǎo)致車架裂紋或斷裂;車架安裝附屬裝置處（如柴油箱、液壓油箱等）的局部結(jié)構(gòu)由于設(shè)計(jì)不周或其它原因造成裂紋或斷裂;車架受垂直于縱梁的懸臂載荷所產(chǎn)生的局部扭曲，也是造成車架裂紋或斷裂的原因。

2 挖補(bǔ)法修復(fù)裂紋

2.1 焊前準(zhǔn)備

首先，根據(jù)車架縱梁的縱面母材裂紋大小、形狀及裂紋區(qū)域板材的劣化延展程度確定縱面母材裂紋挖掉孔洞區(qū)域。切記：車架縱梁橫面母板厚度為30mm，橫面母板上下各挖去15mm，這樣車架縱梁的縱面焊接上的填補(bǔ)板同車架縱梁原母材熔為一體。

其次，確定車架縱梁的縱面填補(bǔ)板尺寸比挖掉孔洞四周小2mm來下料。選用填補(bǔ)板原則：

1）用同廠家同車型報(bào)廢車的車架來下料;

2）選擇同車架縱梁的縱面母材相似Q345A鋼板來下料。

再次，把孔洞處和填補(bǔ)板四周清理干凈，填補(bǔ)板與母材施焊處加工單側(cè)20°～30°V型坡口，并留1.5mm～2.0mm鈍邊，再用角磨機(jī)把坡口焊縫處20㎜范圍內(nèi)進(jìn)行打磨，直至露出金屬光澤。焊道最大寬度控制在15mm左右。坡口和鈍邊的主要作用是為了焊接厚板材時(shí)候能夠焊透，焊條能直接觸及母材坡口根部，從而保證焊縫的完全熔合。

2.2 焊接

2.2.1 止裂板焊接

用6mm厚Q235普通碳素結(jié)構(gòu)鋼制作焊縫止裂板，采用定位點(diǎn)焊兩點(diǎn)方法將止裂板與車架母材組對(duì)固定，再將填補(bǔ)板與止裂板固定，并保證合理的焊縫對(duì)接（間隙如圖二所示 帶色區(qū)域）。

止裂板與車架母材焊接完畢后，應(yīng)檢查焊縫外觀質(zhì)量，清除藥皮殘?jiān)蚰ズ缚p突起的部分，為填補(bǔ)板點(diǎn)固施焊創(chuàng)造條件，便于組對(duì)后焊縫對(duì)口間隙均勻。焊接時(shí)根據(jù)止裂板厚度，立角縫采用鋸齒形運(yùn)條法連弧由下至上施焊，橫角縫采用多層多道焊法，注意兩焊縫之間包角處的焊接質(zhì)量，要滿足焊縫的焊腳尺寸。

2.2.2 填補(bǔ)板焊接

焊接填補(bǔ)板前要清理焊道內(nèi)雜質(zhì)，進(jìn)而確保焊接質(zhì)量。焊前可以用氧-乙炔火焰對(duì)焊接區(qū)域預(yù)熱150℃-200℃，焊接順序應(yīng)先焊接兩側(cè)立縫，最后焊接上下橫縫，這樣可以防止產(chǎn)生拘束裂紋及應(yīng)力。打底焊應(yīng)采用Ф3.2型號(hào)E6015-G焊條，熔池填焊采用Ф4型號(hào)E6015-G。焊前把焊條放在烘干箱中加熱到350℃～400℃，烘干兩小時(shí)，然后放在保溫箱內(nèi)存放，隨用隨取，采用ZX7-400焊機(jī)，電源極性為直流反接法。[2]

再次，施焊前檢查組對(duì)質(zhì)量，確認(rèn)車架尺寸合格后再焊接。

2.2.3 立縫焊接工藝

當(dāng)電弧引燃后，迅速將電弧拉至定位焊縫上，長(zhǎng)弧預(yù)熱2s～3s后，壓向坡口根部，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)熔孔形成后，立即熄弧，觀察液態(tài)金屬的顏色由明亮變暗時(shí)，立即送入焊條，施焊約0.8s形成第二個(gè)熔池。依次重復(fù)操作，直至焊完打底焊道。

換焊條接頭時(shí)，在熔孔上方10mm位置引弧，將電弧拉至接頭處稍加預(yù)熱，迅速壓向熔孔，當(dāng)聽到：“噗噗”聲，立即抬弧，轉(zhuǎn)入正常滅弧打底焊。

蓋面施焊前，使用敲渣錘、鏨子、鋼絲刷清理前一層熔渣。

蓋面焊時(shí)，焊接電弧要控制短些，焊條擺動(dòng)的幅度比填充焊時(shí)大些，運(yùn)條速度要均勻一致，向上運(yùn)條時(shí)的間距力求相等，使每個(gè)新熔池覆蓋前一個(gè)熔池的2/3～3/4。焊條擺動(dòng)到坡口邊緣時(shí)，要稍作停留，始終控制電弧熔化棱邊1mm左右，保持熔池對(duì)坡口邊緣的良好熔合，可有效的獲得寬度一致的平直焊縫。[1]

2.2.4 橫縫焊接工藝

調(diào)試電流后，在定位焊縫前引弧，隨后將電弧拉到定位焊部位預(yù)熱片刻，隨即向坡口根部壓入電弧，觀察坡口鈍邊熔化并聽到擊穿聲，立即向后下方熄弧，此時(shí)形成明顯的熔孔，然后依次先上坡口、后下坡口往復(fù)擊穿-熄弧焊接。如此反復(fù)地引弧～熔焊～熄弧～準(zhǔn)備～引弧。完成打底層的焊接。

施焊前用鏨子清理熔渣及飛濺物，適當(dāng)調(diào)大焊接電流。

蓋面焊采用多條焊道，直線形運(yùn)條從下往上堆焊。

焊最下面焊道時(shí)，當(dāng)熔池下邊緣熔化坡口棱邊，即向前運(yùn)條可形成圓滑過渡焊縫。焊2～3條焊道要覆蓋前一條焊道1/2～1/3。最上面焊道要細(xì)、薄一些，有利于焊道與焊件上表面圓滑過渡。蓋面焊縫寬度以覆蓋上、下坡口邊緣各1.5mm～2mm為宜。[1]

蓋面焊縫焊接過程不清理熔渣，必須最后清理，焊后檢查焊縫質(zhì)量。

焊接完畢焊縫加熱到600℃～650℃之間保溫處理兩小時(shí)。

當(dāng)車架裂紋發(fā)生在發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、燃油箱和液壓油箱等安裝處掛架部位時(shí)，裂紋焊縫高度趨向于零，打磨處理平整后再固定掛架，這樣才能保證掛架的尺寸和牢固性。焊接填補(bǔ)板四周無掛架等附件，焊縫的余高控制在1.5mm以內(nèi)。

3 結(jié)論

通過對(duì)部分工藝和焊接方法的改進(jìn)，2018年～2020年期間，采用挖補(bǔ)法焊接修復(fù)6臺(tái)礦用車車架裂紋，運(yùn)行至今良好。挖補(bǔ)法焊接部位沒再出現(xiàn)過裂紋，并在礦山長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)際使用過程中也經(jīng)受住了考驗(yàn)。為企業(yè)創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]王長(zhǎng)忠，焊工工藝與技能訓(xùn)練，中國勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2014.156-166

[2]張應(yīng)立 現(xiàn)代焊接技術(shù) ，北京金盾出版社，2011 37-42