弘建礦掘進機回轉(zhuǎn)臺開裂的工藝分析

蔡健　張寧寧　唐鈺

摘 要：我單位自主研發(fā)的掘進機主體結(jié)構(gòu)為焊接鋼結(jié)構(gòu)，焊接方式采用二氧化碳氣體保護焊。對于重大的鋼結(jié)構(gòu)，焊接工藝起著重要的作用。產(chǎn)品在客戶工作中出現(xiàn)了一些問題，這就需要做些工藝分析以及對出現(xiàn)的問題做些預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：焊接結(jié)構(gòu)；二氧化碳氣體保護焊；工藝分析；預(yù)防措施

中圖分類號：TG316 文獻標識碼：A

一、掘進機簡介

掘進機由切割部、鏟板部、第一運輸機、本體部、行走部、后支撐、液壓系統(tǒng)、水系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)構(gòu)成。通過電氣系統(tǒng)與液壓系統(tǒng)配合操作，可自如實現(xiàn)整機的各項生產(chǎn)作業(yè)。本文討論的是我單位自主研發(fā)生產(chǎn)銷往陜西弘建煤礦的EBZ320掘進機。

其中本體部位于機體的中部，主要由回轉(zhuǎn)臺1、回轉(zhuǎn)支承2、本體架3組成，如圖1所示。回轉(zhuǎn)臺采用整體焊接結(jié)構(gòu)，主要結(jié)構(gòu)件為厚鋼板，前面上部回轉(zhuǎn)臺裝有切割部，中間通過回轉(zhuǎn)支承與本體架連接在一起。整體重量1.3t?；剞D(zhuǎn)臺熱加工采用二氧化碳氣體保護焊的焊接方式。

二、回轉(zhuǎn)臺開裂分析

圖1是陜西弘建煤礦的EBZ320掘進機上的回轉(zhuǎn)臺，經(jīng)過一段時間的工作，焊接處出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。為了產(chǎn)品的更好發(fā)展，必須做下系統(tǒng)分析，找到原因，解決問題。

從材料角度上做工藝分析，對于圖號為J2-0401其結(jié)構(gòu)由材料Q345和Q235焊接而成。件1、件2、件3、件5材料為Q345；其余件為Q235。

其碳當(dāng)量大約為0.49%，可焊性不好，所以焊接時需謹慎，焊接前必須預(yù)熱。由于是兩種材料焊接而成，對于異種鋼焊接從焊接工藝上考慮，焊接參數(shù)就高不就低，方法上就低不就高。

圖2件15（Q235）與件2（Q345）焊縫處產(chǎn)生了焊縫開裂。焊前未預(yù)熱或預(yù)熱未達到標準會產(chǎn)生裂紋。

從焊接方法上分析，組立后長時間放在陰暗潮濕的環(huán)境下鋼結(jié)構(gòu)容易生銹，焊前必須除銹和除油。無論什么結(jié)構(gòu)的多厚的焊件采用大電流高速度焊接是不可行的，必須采用合理的焊接參數(shù)去焊接。

從結(jié)構(gòu)上分析，如圖3所示由件1、件2、件11、件13、件14、件15（背側(cè)）組成的一個封閉的腔體，圖4為去除件15后的腔體，可看到其焊縫結(jié)構(gòu)。在熱處理退火消除應(yīng)力的程序后，會給內(nèi)部周邊的焊縫帶來應(yīng)力，會產(chǎn)生冷裂紋，長時間工作延遲裂紋會生效，亦可導(dǎo)致開裂。造成Q345相關(guān)部分開裂的裂紋主要是冷裂紋，冷裂紋主要產(chǎn)生部位在熱影響區(qū)以及焊縫金屬內(nèi)。

由于空腔內(nèi)應(yīng)力集中會導(dǎo)致空腔內(nèi)邊緣的焊縫承受很大的應(yīng)力后開裂。同時，經(jīng)過熱處理的過程，很可能產(chǎn)生再熱裂紋，為了防止這種裂紋的產(chǎn)生，首先從設(shè)計角度考慮選擇再熱裂紋敏感性低的材料，其次從結(jié)構(gòu)上要盡量減少近縫區(qū)的內(nèi)應(yīng)力和應(yīng)力集中。

三、正確加工回轉(zhuǎn)臺

工人需要按照專業(yè)的焊接工藝方案施工。

焊接流程：點固焊→預(yù)熱→里口施焊→背部清根→外口施焊→里口施焊→自檢/專檢→焊后熱處理→無損檢驗（焊縫質(zhì)量合格）

防止開裂的措施包括：①降低焊縫中的含氫量，嚴格烘干焊接材料；②合理的預(yù)熱及后熱；③選用碳當(dāng)量較低的原材料；④設(shè)計結(jié)構(gòu)時，避免應(yīng)力集中；⑤采用合理的焊接方法焊接。

參考文獻

[1]張汝春，張文博.S200M型掘進機回轉(zhuǎn)臺鑄造工藝探討[J].煤礦機械，2005（03）：64-66.