挖掘機動臂單邊V形坡口角焊縫的焊接工藝與應用

宋秀山

摘 要：通過對挖掘機動臂單邊V形坡口焊接工藝的研究，解決了在焊接過程中單邊V形坡口出現(xiàn)的未焊透、裂紋、夾渣等焊接缺陷，提高了動臂的整體可靠性。

關鍵詞：挖掘機；單邊V形坡口；對接接頭；角焊縫

中圖分類號：TU621 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）15-0070-02

近幾年，隨著我國經濟的快速發(fā)展，大型基礎設施項目的投資和建設也在增多，工程機械行業(yè)迎來了巨大的發(fā)展機遇，挖掘機更是以工程機械領頭羊的姿態(tài)出現(xiàn)在大家面前。國內挖掘機制造業(yè)經歷了近50年的發(fā)展歷程，但普遍存在生產效率低、可靠性差的問題，特別是挖掘機的動臂、斗桿經常出現(xiàn)開裂的情況，嚴重影響了用戶的使用。動臂開裂的原因主要體現(xiàn)在設計和制造上。對于制造原因引起的動臂開裂，大多是由于焊接缺陷造成應力集中而引起的，因此，要提高挖掘機的可靠性，就必須要提高挖掘機的焊接質量。

1 挖掘機動臂焊接接頭的類型

挖掘機動臂的結構中存在多種焊接接頭，出現(xiàn)開裂的焊縫大多集中在對接接頭、單邊V形坡口的角焊縫等處。動臂單邊V形坡口的角焊縫如圖1所示。

隨著工業(yè)技術的發(fā)展，目前大多采用焊接機器人利用單面焊雙面成型技術對對接接頭進行焊接，該技術可以有效控制此處的焊接缺陷，保證強度。但是，在挖掘機動臂中單邊V形坡口角焊縫的實際焊接中，無論是利用焊接機器人進行焊接，還是利用人手工焊接，如果不注意控制，則都比較容易出現(xiàn)焊接缺陷。

2 常見的焊接缺陷

利用超聲波探傷儀判定缺陷的位置，并進行剖切分析。常見的焊機缺陷一般有未焊透、裂紋、夾渣、咬邊等。通過對試件進行剖切分析發(fā)現(xiàn)，80%以上的焊接缺陷是未焊透，并且未焊透的焊接缺陷在實際操作過程中最難解決。裂紋、夾渣、咬邊等其他焊接缺陷可以通過調整焊接參數和焊接位置，并在焊接過程中觀察、調整得到很好的解決。

3 解決未焊透的焊接工藝試驗

通過對動臂的單邊V形坡口角焊縫進行分析發(fā)現(xiàn)，組對間隙、定位焊、鈍邊、焊接參數不合適等都有可能引起未焊透問題，因此，在生產過程中必須對這些因素逐項控制，才能提高焊接質量，減少未焊透缺陷的產生。

3.1 未焊透相關因素的分析

通過制作焊接試件來分析組對間隙、定位焊、鈍邊、焊接參數等對未焊透的影響，分析后發(fā)現(xiàn)以下規(guī)律。

3.1.1 組對間隙

通過實驗發(fā)現(xiàn)，無間隙會增加未焊透缺陷的產生；組對間隙過大（大于0.5 mm）會增加燒穿缺陷的產生；控制組對間隙可以在一定程度上避免未焊透缺陷的產生，但在實際生產中還是要盡量避免組對間隙的產生，如果存在間隙，應盡量使組對間隙≤0.5 mm。

3.1.2 定位焊

通過實驗發(fā)現(xiàn)，當定位焊在焊縫背面時，有助于減少未焊透缺陷的產生；當定位焊在正面時，定位焊的質量直接決定了焊縫的質量，且當定位焊的焊縫尺寸較大時，未焊透的比例也會增加。在實際生產中，部分定位焊無法在焊縫背面施焊，而必須在焊縫上進行。試驗發(fā)現(xiàn)，當定位焊長度為30～50 mm、焊腳尺寸為3～5 mm時，焊接質量最好。

3.1.3 鈍邊

通過試驗發(fā)現(xiàn)，鈍邊越小，融合效果越好，但隨著鈍邊的減小，同樣會加大燒穿的風險，所以在實際生產中要合理控制鈍邊的大小。經過試驗，確定鈍邊應控制在1.5～2.5 mm之間。

3.1.4 焊接參數

通過試驗發(fā)現(xiàn)，焊接參數和焊接方法是影響焊接質量最大的因素，同時也是最難控制的因素，要在生產中反復摸索才能確定。

3.2 單邊V形坡口角的焊縫

通過以上試驗發(fā)現(xiàn)控制組對間隙、定位焊、鈍邊等只能在一定程度上減少未焊透缺陷的產生，并不能從根源上解決單邊V形坡口角焊縫未焊透的問題。要想從根源上解決單邊V形坡口角焊縫未焊透的問題，還要從焊接參數和焊接方法上考慮。

3.3 焊接參數和焊接方法

摘 要：通過對挖掘機動臂單邊V形坡口焊接工藝的研究，解決了在焊接過程中單邊V形坡口出現(xiàn)的未焊透、裂紋、夾渣等焊接缺陷，提高了動臂的整體可靠性。

關鍵詞：挖掘機；單邊V形坡口；對接接頭；角焊縫

中圖分類號：TU621 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）15-0070-02

近幾年，隨著我國經濟的快速發(fā)展，大型基礎設施項目的投資和建設也在增多，工程機械行業(yè)迎來了巨大的發(fā)展機遇，挖掘機更是以工程機械領頭羊的姿態(tài)出現(xiàn)在大家面前。國內挖掘機制造業(yè)經歷了近50年的發(fā)展歷程，但普遍存在生產效率低、可靠性差的問題，特別是挖掘機的動臂、斗桿經常出現(xiàn)開裂的情況，嚴重影響了用戶的使用。動臂開裂的原因主要體現(xiàn)在設計和制造上。對于制造原因引起的動臂開裂，大多是由于焊接缺陷造成應力集中而引起的，因此，要提高挖掘機的可靠性，就必須要提高挖掘機的焊接質量。

1 挖掘機動臂焊接接頭的類型

挖掘機動臂的結構中存在多種焊接接頭，出現(xiàn)開裂的焊縫大多集中在對接接頭、單邊V形坡口的角焊縫等處。動臂單邊V形坡口的角焊縫如圖1所示。

隨著工業(yè)技術的發(fā)展，目前大多采用焊接機器人利用單面焊雙面成型技術對對接接頭進行焊接，該技術可以有效控制此處的焊接缺陷，保證強度。但是，在挖掘機動臂中單邊V形坡口角焊縫的實際焊接中，無論是利用焊接機器人進行焊接，還是利用人手工焊接，如果不注意控制，則都比較容易出現(xiàn)焊接缺陷。

2 常見的焊接缺陷

利用超聲波探傷儀判定缺陷的位置，并進行剖切分析。常見的焊機缺陷一般有未焊透、裂紋、夾渣、咬邊等。通過對試件進行剖切分析發(fā)現(xiàn)，80%以上的焊接缺陷是未焊透，并且未焊透的焊接缺陷在實際操作過程中最難解決。裂紋、夾渣、咬邊等其他焊接缺陷可以通過調整焊接參數和焊接位置，并在焊接過程中觀察、調整得到很好的解決。

3 解決未焊透的焊接工藝試驗

通過對動臂的單邊V形坡口角焊縫進行分析發(fā)現(xiàn)，組對間隙、定位焊、鈍邊、焊接參數不合適等都有可能引起未焊透問題，因此，在生產過程中必須對這些因素逐項控制，才能提高焊接質量，減少未焊透缺陷的產生。

3.1 未焊透相關因素的分析

通過制作焊接試件來分析組對間隙、定位焊、鈍邊、焊接參數等對未焊透的影響，分析后發(fā)現(xiàn)以下規(guī)律。

3.1.1 組對間隙

通過實驗發(fā)現(xiàn)，無間隙會增加未焊透缺陷的產生；組對間隙過大（大于0.5 mm）會增加燒穿缺陷的產生；控制組對間隙可以在一定程度上避免未焊透缺陷的產生，但在實際生產中還是要盡量避免組對間隙的產生，如果存在間隙，應盡量使組對間隙≤0.5 mm。

3.1.2 定位焊

通過實驗發(fā)現(xiàn)，當定位焊在焊縫背面時，有助于減少未焊透缺陷的產生；當定位焊在正面時，定位焊的質量直接決定了焊縫的質量，且當定位焊的焊縫尺寸較大時，未焊透的比例也會增加。在實際生產中，部分定位焊無法在焊縫背面施焊，而必須在焊縫上進行。試驗發(fā)現(xiàn)，當定位焊長度為30～50 mm、焊腳尺寸為3～5 mm時，焊接質量最好。

3.1.3 鈍邊

通過試驗發(fā)現(xiàn)，鈍邊越小，融合效果越好，但隨著鈍邊的減小，同樣會加大燒穿的風險，所以在實際生產中要合理控制鈍邊的大小。經過試驗，確定鈍邊應控制在1.5～2.5 mm之間。

3.1.4 焊接參數

通過試驗發(fā)現(xiàn)，焊接參數和焊接方法是影響焊接質量最大的因素，同時也是最難控制的因素，要在生產中反復摸索才能確定。

3.2 單邊V形坡口角的焊縫

通過以上試驗發(fā)現(xiàn)控制組對間隙、定位焊、鈍邊等只能在一定程度上減少未焊透缺陷的產生，并不能從根源上解決單邊V形坡口角焊縫未焊透的問題。要想從根源上解決單邊V形坡口角焊縫未焊透的問題，還要從焊接參數和焊接方法上考慮。

3.3 焊接參數和焊接方法

摘 要：通過對挖掘機動臂單邊V形坡口焊接工藝的研究，解決了在焊接過程中單邊V形坡口出現(xiàn)的未焊透、裂紋、夾渣等焊接缺陷，提高了動臂的整體可靠性。

關鍵詞：挖掘機；單邊V形坡口；對接接頭；角焊縫

中圖分類號：TU621 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）15-0070-02

近幾年，隨著我國經濟的快速發(fā)展，大型基礎設施項目的投資和建設也在增多，工程機械行業(yè)迎來了巨大的發(fā)展機遇，挖掘機更是以工程機械領頭羊的姿態(tài)出現(xiàn)在大家面前。國內挖掘機制造業(yè)經歷了近50年的發(fā)展歷程，但普遍存在生產效率低、可靠性差的問題，特別是挖掘機的動臂、斗桿經常出現(xiàn)開裂的情況，嚴重影響了用戶的使用。動臂開裂的原因主要體現(xiàn)在設計和制造上。對于制造原因引起的動臂開裂，大多是由于焊接缺陷造成應力集中而引起的，因此，要提高挖掘機的可靠性，就必須要提高挖掘機的焊接質量。

1 挖掘機動臂焊接接頭的類型

挖掘機動臂的結構中存在多種焊接接頭，出現(xiàn)開裂的焊縫大多集中在對接接頭、單邊V形坡口的角焊縫等處。動臂單邊V形坡口的角焊縫如圖1所示。

隨著工業(yè)技術的發(fā)展，目前大多采用焊接機器人利用單面焊雙面成型技術對對接接頭進行焊接，該技術可以有效控制此處的焊接缺陷，保證強度。但是，在挖掘機動臂中單邊V形坡口角焊縫的實際焊接中，無論是利用焊接機器人進行焊接，還是利用人手工焊接，如果不注意控制，則都比較容易出現(xiàn)焊接缺陷。

2 常見的焊接缺陷

利用超聲波探傷儀判定缺陷的位置，并進行剖切分析。常見的焊機缺陷一般有未焊透、裂紋、夾渣、咬邊等。通過對試件進行剖切分析發(fā)現(xiàn)，80%以上的焊接缺陷是未焊透，并且未焊透的焊接缺陷在實際操作過程中最難解決。裂紋、夾渣、咬邊等其他焊接缺陷可以通過調整焊接參數和焊接位置，并在焊接過程中觀察、調整得到很好的解決。

3 解決未焊透的焊接工藝試驗

通過對動臂的單邊V形坡口角焊縫進行分析發(fā)現(xiàn)，組對間隙、定位焊、鈍邊、焊接參數不合適等都有可能引起未焊透問題，因此，在生產過程中必須對這些因素逐項控制，才能提高焊接質量，減少未焊透缺陷的產生。

3.1 未焊透相關因素的分析

通過制作焊接試件來分析組對間隙、定位焊、鈍邊、焊接參數等對未焊透的影響，分析后發(fā)現(xiàn)以下規(guī)律。

3.1.1 組對間隙

通過實驗發(fā)現(xiàn)，無間隙會增加未焊透缺陷的產生；組對間隙過大（大于0.5 mm）會增加燒穿缺陷的產生；控制組對間隙可以在一定程度上避免未焊透缺陷的產生，但在實際生產中還是要盡量避免組對間隙的產生，如果存在間隙，應盡量使組對間隙≤0.5 mm。

3.1.2 定位焊

通過實驗發(fā)現(xiàn)，當定位焊在焊縫背面時，有助于減少未焊透缺陷的產生；當定位焊在正面時，定位焊的質量直接決定了焊縫的質量，且當定位焊的焊縫尺寸較大時，未焊透的比例也會增加。在實際生產中，部分定位焊無法在焊縫背面施焊，而必須在焊縫上進行。試驗發(fā)現(xiàn)，當定位焊長度為30～50 mm、焊腳尺寸為3～5 mm時，焊接質量最好。

3.1.3 鈍邊

通過試驗發(fā)現(xiàn)，鈍邊越小，融合效果越好，但隨著鈍邊的減小，同樣會加大燒穿的風險，所以在實際生產中要合理控制鈍邊的大小。經過試驗，確定鈍邊應控制在1.5～2.5 mm之間。

3.1.4 焊接參數

通過試驗發(fā)現(xiàn)，焊接參數和焊接方法是影響焊接質量最大的因素，同時也是最難控制的因素，要在生產中反復摸索才能確定。

3.2 單邊V形坡口角的焊縫

通過以上試驗發(fā)現(xiàn)控制組對間隙、定位焊、鈍邊等只能在一定程度上減少未焊透缺陷的產生，并不能從根源上解決單邊V形坡口角焊縫未焊透的問題。要想從根源上解決單邊V形坡口角焊縫未焊透的問題，還要從焊接參數和焊接方法上考慮。

3.3 焊接參數和焊接方法