焊接技术在挖掘机中前平台的应用

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0前言

焊接技术是重型机械金属结构设备制造与安装施工的关键工艺技术之一，在工业发达国家重型机械制造业中得到广泛应用。本文主要介绍焊接工艺技术在挖掘机中前平台中的应用，控制结构件中前平台焊接变形在可控的范围之内，达到取消刮面余量的目的，提高了生产效率，降低了生产成本。

1焊接工艺

山河智能装备股份有限公司员工在焊接中前平台时，平台容易产生焊接变形，需要在其安装部位预留加工余量，通过在加工中心加工后，才能保证其安装尺寸，员工劳动强度大，生产效率低。经研究决定，改进挖掘机中前平台结构和焊接工艺，取消中前平台的刮面余量，即不需在加工中心加工，见图1。

设计改进前，筋板1（如图3粗线所示区域）直接焊接在立板上，会增加立板的焊接变形。设计改进后，筋 图2中前平台结构效果图

板2（如图3粗线所示区域）直接焊接在加强板2上，相当于增加了立板的厚度，立板产生的焊接变形会较前者小些，有利于取消加强板2的端面余量。

加强筋板2相对于加强筋板1的设计，相当于增加了立板液压缸耳座处区域的厚度，如图4粗线区域

通过焊接工艺技术（如下详解）保证整个平台尺寸在可控的范围之内，可取消圆台设计，如图5所示。

确定焊接顺序，严格按照焊接顺序进行焊接，如图6所示。焊接顺序为1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-13-14-15-16-17-18，即先外后内，对称焊接。

图6平台焊接顺序表1给出了焊接平台时所确定的焊接工艺参数。焊接方法为MAG135，焊丝直径为12 mm，直流正接。

按制定的焊接工艺进行实施。利用三维坐标仪检测中部平台铆焊后（A铆、B铆、C铆）和焊接后（A焊、B焊、C焊）的相关尺寸，测出焊接变形收缩量，检测方法如图7所示。表1焊接工艺参数焊接顺序焊接电流

确定中心线找正以后，例如测A铆的尺寸，需在耳板轴孔周围分别确定3点，即A上、A左、A右（如图7所示的3个小圆圈）分别到立板相对应的位置距离，得出A铆上、A铆左、A铆右的平台铆焊尺寸。

平台焊接完成后，用同样的方法测出A焊上、A焊左、A焊右的平台焊接尺寸。同理可测出B铆、C铆的平台铆焊尺寸和B焊、C焊的平台焊接尺寸，用焊接后的尺寸分别减去铆焊后的尺寸即可的得出焊接收缩变形量的尺寸范围。

通过实验数据得出，液压缸耳座稳定的焊接收缩变形量在1.8 mm之内，达到可控的实验结果后，对现有的调整垫间隙进行了调整，如图8所示。

工艺技术说明：考虑焊接变形收缩量，液压缸耳座尺寸需加上最大收缩变形量2 mm（耳座调整间隙单边各加上1 mm，调整垫间隙尺寸D、E的参考值为2.5 mm）。

动臂安装座稳定的收缩变形量在1～4 mm的收缩范围之内，达到可控的实验结果后，对现有的调整垫间隙进行了调整，如图9所示。

工艺技术说明：考虑焊接变形收缩量，动臂安装座尺寸需加上最大收缩变形量4 mm（耳座调整间隙单边各加上2 mm，调整垫间隙尺寸K的参考值为2 mm）。

设计铆焊工装如图10所示，设计此工装时，考虑焊接变形收缩量，工装定位液压缸耳座的开档尺寸需加上最大收缩变形量2 mm（即液压缸耳座调整垫的间隙由原来的A mm、B mm调整到A+2 mm、B+2 mm）。工装定位动臂安装座的开档尺寸需加上最大收缩变形量4 mm（即动臂安装耳座调整垫的间隙由原来的H mm调整到H+4 mm）。铆焊工装对保证产品尺寸起到至关重要的作用。图9动臂安装座开档尺寸改进前后的对比

工艺技术说明：①可调块材质需要调质处理，可耐磨损，可调块损坏后应及时更换；②采用液压技术设计工装，液压油缸1控制定位体的翻转，液压油缸2控制立板的夹紧和定位，操作方便，效率高。

根据焊接变形的规律设计焊接反变形夹具，设计反变形夹具体1和反变形夹具体2，要求焊接前夹具体装夹到位，直至焊接完成后，整个中部平台缓冷以后才要求去掉此2夹具体（原因：焊接变形是在产品冷却的变形过程中产生的，工装的应用如图11所示）。为了提高焊接效率和质量，需要设计相应的变位机，可以使工件上的接缝处于理想的船形位置或平焊位置进行焊接，可提高生产效率和降低劳动强度。

对主要配套公司的来料进行规范化，制定零部件的交货工艺图，并加强零部件的检验，严格按交货工艺图验货，来料（主要是平台立板、加强筋板2、耳板）平面度控制在1 mm以内，如图12所示的板料。

设计专用检具如图12所示，对焊接后的中部平台进行快速检测，是否满足安装尺寸的要求，对尺寸超差的结构件，需火焰矫形，直至满足质量的要求。

焊接工艺改进后，现场对多个平台进行了装配，没有出现装配质量问题，满足了质量要求，合格率达到了100%，先前中部平台在加工中心上刮面所需机加工时间为75 min左右，通过焊接工艺技术的改进，不需上加工中心刮面，提高了生产效率，降低了生产成本。

根据实验结果，详细制定了《焊接工艺作业指导书》并对现场焊接操作工进行培训，严格按照焊接标准化作业（检控现场员工的焊接顺序），才能确保合格的产品。

3结束语

山河智能装备股份有限公司中前平台在没有改进结构和焊接工艺之前，未规定焊接顺序，使其受热不均匀，平台内部产生应力和变形，造成其尺寸和形状的变化，焊接后还需大量的矫正工作。通过研究中前平台焊接变形的规律，我们规定了其焊接顺序，规范了焊接工艺参数，改进了结构设计，使其焊接变形量在可控的范围之内，同时也摸索出了一套控制焊接变形的思路和方法，产生的经济效益十分可观。焊接是一种应用量很大、应用面很广的共性技术，做为焊接工程师需认真踏实的工作态度和深入生产第一线，培养解决实际问题的能力。