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焊工技师论文
（国家职业资格二级）
XXX型轮式装载机
后车架焊接变形的控制方法浅议
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XXX型轮式装载机
后车架焊接变形的控制方法浅议
摘要：在工程机械生产制造过程中，焊接变形对结构件质量影响很大，很多零部件在最后工序往往因工件变形而需要进行二次校正，影响了正常的装配质量和生产进度，制约了公司产品的产量和质量的提升，所以在整个制造过程中车架焊接变形的控制和矫正成为了一个非常关键的技术问题。本文主要分析了XXX型轮式装载机后车架焊接变形的原因及控制措施。
关键词：后车架 焊接变形 控制 矫正
1.概述：
XXX公司是国内生产小型装载机的主要生产厂家之一，随着国内经济的发展以及劳动力成本的上升，小型装载机的市场越来越大，但是在XXX型装载机的生产过程中，后车架56.4%的高返修率严重影响了我公司XXX型装载机的产量和形象。因此我公司安排结构分厂焊工班组对XXX型装载机的后车架的生产中过程进行分析与控制， 提出提高产品的质量及产量的措施。
2.焊接变形原因分析
通过现场的跟踪观察与分析，后车架变形的主要原因有以下几点：
2.1缺乏焊接翻转设备
整个车架体积大（2735x934x591mm），在焊接过程中没有专用的翻转设备保证一焊一翻，而行车翻转又极为不便，所以焊接时，只能先焊完车架的一面焊缝，然后利用行车翻转车架焊接另一面焊缝，而不能实行对称焊接，从而导致车架整体结构出现焊接变形超差。
2.2焊工原因
生产现场缺乏合适的焊接工装；生产作业时，焊工大都采用加装简易的焊接拉筋来防止焊接变形，当生产任务重时，工人需长时间连续作业，精神和身体已完全透支，对工作的责任心下降从而导致拉筋的安装位置存在误差，直接导致焊接变形超差。
2.3焊接工艺参数使用不合理
在焊接过程中，热输入越大造成工件各部位的受热差异越大，热胀冷缩受到的约束力就越大，因此造成的焊接变形就越大。实际生产中，部分工人图一时方便，而选用较大的焊接电流（大于250A）、电压（25V），造成焊接线能量过大，导致工件变形；另外，大多数焊缝采用单层单道焊的形式，热量集中；且焊点间距控制不稳定，大多数焊接距离均大于200mm。焊接时，熔融金属直接堆积到焊缝高度，焊接另一面时，由于温度的差异引起了热应力变形。由于车架长度较大，焊接前后温差大，导致后车架槽钢主体扭曲，和其它连接结构件变形。详见图1
图1 后车架焊接变形示意图
3.后车架焊接变形导致的后果
装载机后车架焊接变形导致的后果主要有以下几点：
（1）侧板扭曲变形，导致装配不能顺利进行，需返修进行矫正，降低了效率，延长了生产周期，影响产品的生产进度。
（2）左右槽钢变形程度不同，使装配件互换性变差，增加了装配难度。
（3）车架变形直接导致整机生产效率低，制造成本居高不下，不能大批量生产，从而约束了LW188轮式装载机的产量。
4.控制后车架焊接变形的措施
针对后车架焊接变形的不同影响因素，采取以下几种不同的控制措施。
4.1配置专用焊接工装
配置翻转变位机，使后车架的焊接在翻转机上进行，变位机上的设计夹具将工件进行固定。使用翻转机后，能严格按照工艺流程对装载机后车架进行对称焊接，使焊接变形降低到最小。
4.2拉筋去除顺序的规定
在没有反变形的情况下，将后车架的易变形部位用拉筋加以固定。满焊后，上铰板和两侧腹板处等不易变形处的拉筋可先撤除，而骨架的两侧角钢和上表面支撑板容易变形则要等到后车架整体喷砂后，再进行割除打磨。因为喷砂过程中应力会释放一部分，而关键部位因拉筋的刚性固定几乎不变形。焊接拉筋部位详见图2:
图2焊接拉筋的刚性固定位置示意图
4.3合理布置焊缝及装配焊顺序
在设计装载机后车架焊缝时，合理选择焊缝位置和焊脚尺寸，焊缝位置应尽量对称，焊缝对称布置可使各条焊缝产生的焊接变形相互抵消；焊缝的布置应尽可能分散，焊缝密集或者交叉会使接头处过热，力学性能下降，并将增大应力。一般两条焊缝的间距要大于三倍的钢板厚，且不小于100mm。采用加热面积小能量集中的CO2焊接方法，用多层焊代替单层焊，用断焊、退焊、跳焊代替连续焊。在装配焊当中，应尽量采用对称焊接。整个后车架在工装上拼焊前要对各相关尺寸进行检测、校正，比如两侧槽钢要对等，高地相差不能超3cm。施焊后，对其再次测量检测。
4.4火焰矫正法
对于焊接变形比较大的结构件，使用火焰对其进行矫正。利用火焰对焊接件局部加热，在高温处，材料的热膨胀受到构件本身刚性制约，产生局部压缩塑性变形，冷却后收缩，抵消了焊后在该部位的伸长变形，达到矫正的目的。
如图3所示，翼缘板上作线状加热，在腹板上作三角形加热。用这种方法矫正车架的立柱、横梁的弯曲变形，效果显著；横向线状加热宽度一般取20-90mm，板厚较小时，加热宽度要窄些，加热过程应由宽度中间向两边扩展。线状加热最好由两个人同时操作进行，再分别作三角形加热，三角形的宽度不应超过板厚的2倍，三角形的底与对应的翼板上线状加热宽度相等。加热三角形从顶部开始，然后从中心向两侧扩展，一层层加热直到三角形的底为止。加热温度为600-700度，冷却方式为空冷或水冷。温度或淬硬倾向较大的钢材在高温矫正时不可用水冷却，火焰矫正后再用锤击打变形部位，释放应力，避免校正后再变形。
图3 火焰矫正加热示意图
5.采取上述措施的效果
通过采用以上措施，整个后车架焊接的变形量得到了有效控制，返修率控制在12%以内，为整机结构件标准化起到了很大的推动作用。同时，发动机、变速箱安装孔位置得到了保证，不需要频繁的校正，降低了制造成本。
实践证明使用以上措施后，使XXX型装载机后车间的焊接操作变得更加简便，虽然增加了翻转机设备，但焊接变形有了明显改善，而且后车架上焊接的零部件，因为行车翻转车架造成的磕碰已经几乎没有了，对整机的质量有了明显的提高，使公司的生产率和产品合格率得到了明显的提高，降低了生产成本，实现了节能降损。
参考文献：
1.《焊接结构生产》，王云鹏，机械工业出版社，2007.4
2.《焊接手册》，中国机械工程学会焊接学会，2001.8
3.《钢结构焊接制造》，王国凡，北京化学工业出版社，2004
第二篇：焊工技师论文
钢结构焊接变形的火焰矫正施工方法摘要：根据多年经验，结合国内同行相关资料，阐述钢结构变形的主要种类，介绍焊接变形的火焰矫正施工方法。 关键词：火焰矫正 焊接变形 施工方法目前，钢结构已在厂房建筑中得到广泛的应用。而钢结构厂房的主要构件是焊接H型钢柱、梁、撑。这些构件在制作过程中都存在焊接变形问题，如果焊接变形不予以矫正，则不仅影响结构整体安装，还会降低工程的安全可靠性。焊接钢结构产生的变形超过技术设计允许变形范围，应设法进行矫正，使其达到符合产品质量要求。实践证明，多数变形的构件是可以矫正的。矫正的方法都是设法造成新的变形来达到抵消已经发生的变形。在生产过程中普遍应用的矫正方法，主要有机械矫正、火焰矫正和综合矫正。但火焰矫正是一门较难操作的工作，方法掌握、温度控制不当还会造成构件新的更大变形。因此，火焰矫正要有丰富的实践经验。本文对钢结构焊接变形的种类、矫正方法作了一个粗略的分析。1 钢结构焊接变形的种类与火焰矫正六剑客职教园（最大的免费职教教学资源网站）钢结构的主要构件是焊接H型钢柱、梁、撑。焊接变形经常采用以下三种火焰矫正方法：（1）线状加热法；(2)点状加热法；（3）三角形加热法。下面介绍解决不同部位的施工方法。以下为火焰矫正时的加热温度（材质为低碳钢）低温矫正 500度～600度 冷却方式：水中温矫正 600度～700度 冷却方式：空气和水高温矫正 700度～800度 冷却方式：空气注意事项：火焰矫正时加热温度不宜过高，过高会引起金属变脆、影响冲击韧性。16Mn在高温矫正时不可用水冷却，包括厚度或淬硬倾向较大的钢材。1.1翼缘板的角变形矫正H型钢柱、梁、撑角变形。在翼缘板上面（对准焊缝外）纵向线状加热（加热温度控制在650度以下），注意加热范围不超过两焊脚所控制的范围，所以不用水冷却。线状加热时要注意：（1）不应在同一位置反复加热；（2）加热过程中不要进行浇水。这两点是火焰矫正一般原则。1.2柱、梁、撑的上拱与下挠及弯曲一、在翼缘板上，对着纵长焊缝，由中间向两端作线状加热，即可矫正弯曲变形。为避免产生弯曲和扭曲变形，两条加热带要同步进行。可采取低温矫正或中温矫正法。这种方法有利于减少焊接内应力，但这种方法在纵向收缩的同时有较大的横向收缩，较难掌握。二、翼缘板上作线状加热，在腹板上作三角形加热。用这种方法矫正柱、梁、撑的弯曲变形，效果显著，横向线状加热宽度一般取20
—90mm，板厚小时，加热宽度要窄一些，加热过程应由宽度中间向两边扩展。线状加热最好由两人同时操作进行，再分别加热三角形三角形的宽度不应超过板厚的2倍，三角形的底与对应的翼板上线状加热宽度相等。加热三角形从顶部开始，然后从中心向两侧扩展，一层层加热直到三角形的底为止。加热腹板时温度不能太高，否则造成凹陷变形，很难修复。注：以上三角形加热方法同样适用于构件的旁弯矫正。加热时应采用中温矫正，浇水要少。1.3 柱、梁、撑腹板的波浪变形矫正波浪变形首先要找出凸起的波峰，用圆点加热法配合手锤矫正。加热圆点的直径一般为50～90mm，当钢板厚度或波浪形面积较大时直径也应放大，可按d＝（4δ＋10）mm（d为加热点直径；δ为板厚）计算得出值加热。烤嘴从波峰起作螺旋形移动，采用中温矫正。当温度达到600～700度时，将手锤放在加热区边缘处，再用大锤击手锤，使加热区金属受挤压，冷却收缩后被拉平。矫正时应避免产生过大的收缩应力。矫完一个圆点后再进行加热第二个波峰点，方法同上。为加快冷却速度，可对Q235钢材进行加水冷却。这种矫正方法属于点状加热法，加热点的分布可呈梅花形或链式密点形。注意温度不要超过750度。2 结语火焰矫正引起的应力与焊接内应力一样都是内应力。不恰当的矫正产生的内应力与焊接内应力和负载应力迭加，会使柱、梁、撑的纵应力超过允许应力，从而导致承载安全系数的降低。因此在钢结构制造中一定要慎重，尽量采用合理的工艺措施以减少变形，矫正时尽量可能采用机械矫正。当不得不采用火焰矫正时应注意以下几点：1、烤火位置不得在主梁最大应力截面附近；2、矫正处烤火面积在一个截面上不得过大，要多选几个截面；3、宜用点状加热方式，以改善加热区的应力状态；4、加热温度最好不超过700度。