CED460-6型液壓挖掘機(jī)動(dòng)臂焊接缺陷原因的分析

潘興偉

【摘要】CED460-6型全液壓挖掘機(jī)以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力，具有體積小、運(yùn)行平穩(wěn)、操作便捷等特點(diǎn)，受到同行業(yè)內(nèi)的普遍認(rèn)同。但隨著液壓挖掘機(jī)投入使用時(shí)間的增長(zhǎng)，設(shè)備潛在動(dòng)臂根部劣化問(wèn)題逐漸顯現(xiàn)出來(lái)。本人基于多年來(lái)對(duì)該設(shè)備動(dòng)臂維保焊接的經(jīng)驗(yàn)，就挖掘機(jī)動(dòng)臂根部焊接施工中的缺陷和原因進(jìn)行簡(jiǎn)單分析。

【關(guān)鍵詞】動(dòng)臂：焊接：缺陷：原因分析

引言

石灰石礦明山礦區(qū)在2005年末開(kāi)始投入使用CED460-6型液壓挖掘機(jī)，由于其運(yùn)行平穩(wěn)、作業(yè)效率高，極大地提高了設(shè)備的作業(yè)效率，為企業(yè)的發(fā)展和節(jié)能減排做出巨大貢獻(xiàn)。該挖掘機(jī)由主機(jī)和工作裝置兩部分組成。工作裝置包括動(dòng)臂、斗桿總成和鏟斗，動(dòng)臂和動(dòng)臂油缸通過(guò)銷軸與回轉(zhuǎn)平臺(tái)上的耳板連接，在動(dòng)臂油缸伸縮長(zhǎng)度的范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)以軸銷為圓心的上下移動(dòng)。

一、控制動(dòng)臂焊縫缺陷的必要性

動(dòng)臂前與斗桿、后與回轉(zhuǎn)平臺(tái)連接，承載著挖掘、提升、回轉(zhuǎn)等作業(yè)力。由于長(zhǎng)期在沖擊、振動(dòng)和變載的作用下，動(dòng)臂在完成10余萬(wàn)噸作業(yè)量后，就不同程度在根部出現(xiàn)劣化或斑紋進(jìn)而出現(xiàn)裂紋等現(xiàn)象，雖然經(jīng)過(guò)及時(shí)修焊等補(bǔ)救措施，還是繼續(xù)沿焊縫處裂紋劣化，未能從根本上解決動(dòng)臂達(dá)到使用周期的要求。為解決焊縫的缺陷問(wèn)題，在保持該挖掘機(jī)原有機(jī)械性能不變的情況下，對(duì)開(kāi)裂的焊縫采用氣割與角磨機(jī)修制坡口、J506焊條焊接施工工藝，提高其焊接牢固性。通過(guò)此種方法焊接，極大地提高了動(dòng)臂的使用周期。

二、動(dòng)臂焊縫缺陷產(chǎn)生的原因

（一）氣孔

氣孔是指在焊接施工時(shí)，熔池中的氣體在焊縫金屬凝固前未能及時(shí)溢出而形成的空穴。氣體可能是熔池從外界吸收的，也可能是焊接冶金過(guò)程中反應(yīng)生成的。氣體根據(jù)其所處位置不同分為表面氣孔和內(nèi)部氣孔。

產(chǎn)生氣孔的原因有：焊接過(guò)程中，焊接本身產(chǎn)生的氣體或外部氣體進(jìn)入熔池，在熔池凝固前沒(méi)有及時(shí)溢出熔池而殘留在焊縫中。產(chǎn)生氣孔主要原因如下：

第一，焊接過(guò)程中，由于防風(fēng)措施不當(dāng)，氣體進(jìn)入熔池第二，電弧過(guò)長(zhǎng)，焊接時(shí)保護(hù)氣體保護(hù)效果不好。第三，母材清理不徹底，雜質(zhì)在焊接時(shí)產(chǎn)生氣體進(jìn)入熔池。第四，熔池溫度低，凝固時(shí)間短。第五，焊接材料沒(méi)有烘焙或烘焙不達(dá)標(biāo)準(zhǔn)，焊絲清理不干凈，在焊接過(guò)程中產(chǎn)生氣體進(jìn)入熔池。

（二）夾渣

焊接件在焊接施工過(guò)程中，藥皮、雜質(zhì)殘留在焊縫中的夾雜物。產(chǎn)生夾渣主要原因如下：

第一，焊接件清理不干凈，多道焊層間藥皮清理不及時(shí)，焊接過(guò)程中藥皮脫落到熔池中。

第二，電弧過(guò)長(zhǎng)，焊接件角度不正確，焊層過(guò)厚，導(dǎo)線容量小，焊接速度過(guò)快等，使熔池中熔化的雜質(zhì)未溢出而凝固。

（三）咬邊

由于焊接施工參數(shù)選擇不正確或操作方法不當(dāng)，沿焊趾的母材部位產(chǎn)生溝槽或凹陷的現(xiàn)象稱為咬邊。

產(chǎn)生咬邊主要原因有：操作方法或焊接施工參數(shù)不當(dāng)。如焊接電流過(guò)大、電弧過(guò)長(zhǎng)、運(yùn)條方法和角度不當(dāng)、坡口兩側(cè)停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短等。

（四）未焊透和未熔合

母材金屬未熔化，焊縫金屬?zèng)]有進(jìn)入接頭根部的現(xiàn)象稱為未焊透。焊縫金屬與母材金屬或焊縫金屬之間未熔化結(jié)合到一起的現(xiàn)象稱為未熔合。

產(chǎn)生的主要原因有：焊接施工參數(shù)選擇不合適，導(dǎo)致電流過(guò)小或電弧過(guò)長(zhǎng)，坡口角度過(guò)小，間隙過(guò)窄和鈍邊過(guò)大。操作方法不當(dāng)，如運(yùn)條速度過(guò)快，焊條角度不合適，電弧吹偏，焊條擺動(dòng)幅度不合適，焊條和焊道清理不干凈等，在存在雜質(zhì)的情況下，會(huì)影響焊接的熔合。

（五）焊接裂紋

焊接裂紋是一種嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)件工藝缺陷，按照裂紋形成的條件不同分為：熱裂紋、冷裂紋、再熱裂紋和層狀撕裂四類。在這里重點(diǎn)介紹前兩種裂紋產(chǎn)生的主要原因。

焊縫金屬由液態(tài)到固態(tài)的結(jié)晶過(guò)程中產(chǎn)生的裂紋稱為熱裂紋，其主要特征是焊接施工后立即清晰可見(jiàn)，且多發(fā)生在焊縫中心，沿焊縫長(zhǎng)度方向分布。熱裂紋的裂口多數(shù)貫穿于表面，呈現(xiàn)出氧化色彩，裂紋末端略呈圓弧形。產(chǎn)生的主要原因有：焊接熔池中存在低熔點(diǎn)雜質(zhì)（如FsS）。由于這一類雜質(zhì)熔點(diǎn)低，結(jié)晶凝固比較晚，凝固后的塑性和強(qiáng)度極低。因此，在外界結(jié)構(gòu)拘束應(yīng)力足夠大和焊縫金屬凝固收縮的作用下，熔池中的低熔點(diǎn)雜質(zhì)在凝固過(guò)程中被拉開(kāi)或在凝固后不久被拉開(kāi)，造成晶間開(kāi)裂。

焊接件在冷卻過(guò)程中或冷卻后，母材或母材與焊縫交界熔合線上產(chǎn)生的裂紋稱為冷裂紋。這種裂紋有可能在焊接施工后出現(xiàn)，也有可能在焊接施工后的幾小時(shí)內(nèi)出現(xiàn)。產(chǎn)生冷裂紋的主要原因：第一，在焊接熱循環(huán)的作用下，熱影響區(qū)生成了脆硬組織。第二，焊縫中存在過(guò)量的氫氣，且具有濃集的條件。第三，焊接部位承受較大的拘束應(yīng)力。

裂紋影響焊接件的安全使用，是一種嚴(yán)重的工藝缺陷，結(jié)構(gòu)件的劣化都是從焊縫處開(kāi)始的。在焊接過(guò)程中要采取一切必要的措施，防止出現(xiàn)裂紋。在焊接施工后要采取各種措施，確認(rèn)檢查有無(wú)裂紋現(xiàn)象，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)裂紋應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)。

結(jié)語(yǔ)

總之，正是由于全液壓挖掘機(jī)在工程、礦山、交通等行業(yè)的普及應(yīng)用，才能體現(xiàn)出焊接技術(shù)在挖掘機(jī)工作裝置劣化后的重要性。因此，要加強(qiáng)焊接施工技術(shù)的交流學(xué)習(xí)和實(shí)踐應(yīng)用，共同提高焊接施工質(zhì)量。焊接施工是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，只有嚴(yán)格控制焊接技術(shù)缺陷，才能提高動(dòng)臂使用效率。

參考文獻(xiàn)：

天津市機(jī)電工業(yè)總公司.電焊工必讀[M].天津：天津科學(xué)技術(shù)出版社，2001.