12.5MN沖孔壓機(jī)機(jī)架結(jié)構(gòu)及焊接工藝性淺析

王 敬

（太原通澤重工有限公司，山西 太原 030032）

12.5MN沖孔壓機(jī)機(jī)架結(jié)構(gòu)及焊接工藝性淺析

王 敬

（太原通澤重工有限公司，山西 太原 030032）

機(jī)架是壓機(jī)各部件的載體，也是壓機(jī)封閉力系的受體。機(jī)架的強(qiáng)度和剛度直接關(guān)系到壓機(jī)的使用壽命和精度。本文以12.5MN沖孔壓機(jī)為例，介紹了整體焊接機(jī)架的結(jié)構(gòu)和焊接工藝。

機(jī)械制造；沖孔壓機(jī)；機(jī)架；焊接；工藝性

0 引言

從結(jié)構(gòu)上看，立式壓機(jī)的機(jī)架結(jié)構(gòu)有梁柱組合式機(jī)架、C型單柱式機(jī)架、整體框架式機(jī)架、預(yù)應(yīng)力纏繞機(jī)架和鋼筋混凝土機(jī)架。

整體框架式機(jī)架分為鑄造式和焊接式，因其具有較高的剛度和導(dǎo)向精度，且結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便，在中小型液壓機(jī)中得到廣泛應(yīng)用。由于鋼板的機(jī)械性能一般優(yōu)于鑄件，在施工中不受鑄造工藝的約束，可根據(jù)受力情況采用不同厚度的鋼板，因此在保證強(qiáng)度和剛度的前提下可以有效節(jié)省材料、減輕重量，所以整體焊接式機(jī)架已經(jīng)成為中小型液壓機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)的首選方案。

1 整體焊接式機(jī)架的結(jié)構(gòu)和鋼板材料的選擇

整體焊接式機(jī)架是將上橫梁、下橫梁及立柱焊接成一個(gè)整體，組成封閉力系。圖1是12.5MN沖孔壓機(jī)機(jī)架斷面圖。上橫梁用于安裝主工作缸，下橫梁用于安裝工作臺和模筒。壓機(jī)工作時(shí)，上橫梁和下橫梁都處于中部受壓和四周受拉的狀態(tài)，而立柱則是兩端受拉的狀態(tài)。

要保證上下橫梁和立柱有足夠的抗彎剛度，從結(jié)構(gòu)上就應(yīng)使上下橫梁具有合理的高度，立柱有合理的寬度。上橫梁的沖孔力受力面是上橫梁與主工作缸法蘭面接觸的環(huán)面（見圖2），為使此環(huán)面受力均勻，不產(chǎn)生應(yīng)力集中，應(yīng)在環(huán)面的背部沿圓周方向布置筋板（見圖3）。同理，為改善下橫梁受力面的應(yīng)力分布情況，應(yīng)在受力面的背部增加筋板。

機(jī)架在工作過程中受沖擊載荷的作用，因此機(jī)架的主要承力板材應(yīng)具有較高的強(qiáng)度和沖擊韌性，并具有良好的可焊性。Q345B屬于低碳低合金結(jié)構(gòu)鋼，性能滿足上述要求,可作為主要承力板的材料。機(jī)架外圍的輔助筋板材料則可選用焊接性能良好且經(jīng)濟(jì)實(shí)用的Q235A鋼。

2 焊接工藝性分析

從斷面圖中可看出，此機(jī)架除件號4以外，其余鋼板拼裝后不會構(gòu)成封閉腔體，因此厚板的焊接都可以采用雙邊坡口以減小焊接工作量，節(jié)省焊材。為減小焊接過程中引起的變形，可先將除件號4以外的所有板拼裝點(diǎn)焊后，在對所有焊縫按順序施焊。

2.1 焊接方法的確定及焊材的選擇

采用熔化極CO2氣體保護(hù)焊，利用保護(hù)氣體使電弧、熔化的焊絲、熔池及附近的母材免受周圍空氣的有害作用，實(shí)現(xiàn)焊絲的連續(xù)送進(jìn)，提高焊接效率。焊絲可采用?1.2mm的實(shí)心焊絲ER50-6，該類焊絲的焊接工藝性能良好，可進(jìn)行全位置焊接。焊絲熔化速度快，適合大電流焊接，熔敷效率高，電弧穩(wěn)定，飛濺很少，焊縫成形美觀，熔敷金屬抗氧化、抗銹蝕能力強(qiáng)，氣孔敏感性小。

2.2 板件的拼裝

用于焊接的組梁平臺必須檢測符合要求才能使用，平臺的不平度，每平方米小于1mm，整塊平臺不大于3mm，拼裝成的平臺任意方向小于3mm。拼裝前應(yīng)檢查所有板件的材料、尺寸是否符合圖紙要求，板件的飛邊毛刺是否去除。

先將件號1、2按圖紙要求組焊待用。焊接時(shí)應(yīng)注意控制變形。根據(jù)件號10突出的高度，將多個(gè)墊塊墊到件號7下面并找平。以件號7零件為基準(zhǔn)，畫好中心線，再以中心線為基準(zhǔn)畫好件號2、3、5、6、9零件及周邊薄筋板的位置。按順序拼裝件號5、3、6、2、9、8，拼裝過程中應(yīng)注意控制各板的位置度以及各板與件號7的垂直度誤差小于0.5mm，保證件號3、6與件號5、件號7、9與件號8頂死，局部間隙小于1mm。拼裝過程中可采用輔助拉筋規(guī)定固定各板的位置，待焊完后將拉筋拆除。拼裝件號7的另一件以及周邊縱向筋板。由于周邊橫向筋板影響件號6與件號7、件號6與件號5之間焊縫的焊接，可最后焊裝。拼裝件號10。為防止焊接6、7之間的焊縫時(shí)件號7發(fā)生變形，可先在兩件件號7之間用槽鋼支撐，待焊完之后拆除。件號4可根據(jù)焊接情況和機(jī)架翻身到適當(dāng)位置時(shí)焊裝。

2.3 關(guān)鍵焊縫的確定

由圖1可看出，件號5和件號8是機(jī)架的直接受力部位，因此對件號5和件號8起連接和支撐作用的焊縫均為直接受力焊縫。件號5與件號6之間的焊縫受拉力，件號5與件號7、件號8與件號6之間的焊縫受剪力，件號5與件號3、4以及件號8與件號7、9之間的焊縫受壓力。焊接完成后應(yīng)對上述焊縫進(jìn)行超聲波探傷檢查，防止焊縫內(nèi)部含有裂紋、氣孔、夾雜等影響焊縫質(zhì)量的缺陷。

2.4 施焊過程中的注意事項(xiàng)

在施焊過程中除應(yīng)遵循焊接通用技術(shù)條件外，還應(yīng)特別注意施焊方向和順序。為防止焊接變形和減小因焊接變形產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力,焊接時(shí)應(yīng)按照從中間到兩邊的順序,并常用風(fēng)鏟進(jìn)行清渣和錘擊焊縫。

3 結(jié)束語

大型焊接件的設(shè)計(jì)，不僅要滿足強(qiáng)度和功能要求，更要滿足焊接工藝性要求。從材料的選擇、坡口型式及大小、焊縫的布置、焊接的可操作性等各方面綜合考慮、合理設(shè)計(jì)，是保證焊接質(zhì)量的前提。

[1] 王成文.焊接材料手冊及工程應(yīng)用實(shí)例[M].太原：山西科學(xué)技術(shù)出版社，2004.

[2] 俞新陸.液壓機(jī)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.

[3]張亦工，陳 峰.80MN雙柱式預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)快速鍛造液壓機(jī)的設(shè)計(jì)研發(fā)[J].鍛壓裝備與制造技術(shù)，2011，（3）.

[4] 葉 臻，王晉撫，田華明，等.大型組合框架立式液壓機(jī)機(jī)身關(guān)鍵構(gòu)件分析與研究[J].鍛壓裝備與制造技術(shù)，2010，（6）.

Analysis of structure and welding technical process of frame for 12.5MN punch press

WANG Jing
（Taiyuan Tongze Heavy Industry Co.,Ltd.,Taiyuan 030032,Shanxi China）

Taking 12.5MN punch press as an example,the structure and welding process of the integrated welded frame have been introduced in the text.

Punch press;Frame;Weld;Technical process

TG315

B

1672－0121（2012）03－0042－02

2012-01-17

王 敬（1985-），男，助理工程師，從事鍛壓設(shè)備設(shè)計(jì)工作