工程机械大型结构件的焊接和机加工技术分析.pdf
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1、CM&M 2023.04190 引言工程机械的大型结构件具有体积大、质量大、需要焊接与加工的零部件多、对零部件的加工精度要求较高等特点。优化大型结构件的焊接和机加工工艺、强化智能化技术的渗透,保证产品质量、提高作业效率,是我国工程机械焊接和机加工技术的发展方向。本文以某挖掘机生产企业关于大型结构件的焊接和机加工工艺为研究对象,分析其焊接和机加工工艺存在的问题,提出改进、优化措施,以期提高工程机械大型结构件的焊接加工质量,促进机加工领域的稳定发展。1 工程机械大型结构件定义大型结构件是工程机械结构、框架的关键部件。挖掘机的动臂、铲斗、中间架等大型结构件,都是通过焊接作业将不同的钢板材料焊接在一起
2、,形成大型结构件毛坯,在此基础上进行机加工,完成大型结构件的制造,成为挖掘机的重要组成部分。随着工程机械市场的需求量不断增多,大型结构件的生产加工量也不断增加,工程机械的制造水平也随之不断提升。为了保证工程机械生产企业的稳定发展,只有提高大型结构件的产品质量和生产效率,方可更好地打开工程机械市场。2 工程机械大型结构件焊接变形问题2.1 焊接变形案例分析某工程机械制造企业生产的某型号挖掘机,其超长动臂主要由 46 个零件通过焊接和机加工制作而成,其外形尺寸为 9917mm1535mm,质量为 2080kg,如图 1 所示。该超长动臂在实施焊接和机加工工艺,对 3 组主要销轴座孔技术参数的控制要
3、求较高,其中销轴座孔之间的距离误差须控制在 2mm 以内,销轴座孔中心线的平行度为 1mm,采用 1 次装夹镗削加工工艺加工而成。在焊接该超长动臂时发现,由于其焊接结构比较复杂,受到焊接加工工艺水平的限制,在焊接过程中出现焊接变形等问题,影响了焊接质量,增加了企业成本。2.2 影响焊接变形的影响因素分析大型结构件焊接变形,对工程机械的产品质量影响很大。将焊接变形的大型结构件应用到工程机械产品中,不仅会影响产品的外观质量,更重要的是会降低产品的技术性能和使用寿命,还会增加施工企业的生产成本。在大型结构件焊接过程中,有效控制焊接变形是质量控制的重点。针对焊接变形问题,制定针对性的控制策略,以提升大
4、型结构件焊接施工质量1。工程机械大型结构件的焊接和机加工技术分析盛文祥 胡木林 韩磊(合肥职业技术学院,安徽合肥 230012)摘要:在介绍工程机械大型结构件的特点和重要性的基础上,以挖掘机的动臂、铲斗等大型结构件为例,分别分析了大型结构件焊接变形的不良影响、焊接变形产生原因、焊接所用工装模具,阐述了大型结构件的机加工工序、机加工设备的现状、智能化机加工设备开发、机加工工艺流程以及高效机加工技术发展方向,可供从事工程机械大型结构件设计和产品生产的技术人员参考。关键词:工程机械;大型结构件;焊接;机加工;技术分析图1 某型挖掘机超长动臂20工程机械与维修TECHNOLOGY&MAINTENANC
5、E技术维修2.2.1 焊接应力焊接应力是导致大型结构件焊接变形的主要原因。在实施焊接过程中,不同部位的焊缝产生焊接应力的大小、方向各不相同,焊后出现变形的大小、位置也各不相同。大型结构件的结构越复杂,其焊接施工的技术难度越高。大型结构件的结构复杂、形状各异,其设计图纸必然设置较多焊缝,需要焊接的面积比较大,由此会造成大型结构件在焊接过程产生较大焊接应力,从而引发焊接变形。如果对横纵交错的焊缝产生的焊接应力大小和方向的预测不准确,在焊接应力的影响下,被焊材料就会出现不规则膨胀、收缩变化,由此产生焊接变形。2.2.2 焊接工艺大型结构件焊接施工的难度较大,需要制定适宜的焊接工艺,配备具有较高焊接施
6、工技术水平的施焊人员,以保证大型结构件焊接质量和焊接安全。在大型结构件焊接施工中,若未规范化的焊接施工工艺流程,焊接设备不适用,焊接参数不匹配,施焊人员的技术水平较低,施焊人员在焊接过程中具有一定的主观随意性(如随意改变焊接工艺流程等),或者没有将焊接工艺与大型焊接构件的实际结合起来进行考量,都会造成大型结构件出现焊接变形问题。2.3 常用焊接工装模具分析焊接工装模具是该工程机械制造企业大型结构件焊接施工的主要设备。通过使用焊接工装模具进行大型结构件的焊接施工,可减轻施焊人员的劳动强度、提升焊接质量和效率、减少焊接变形。该企业主要采用焊接施工平台、焊接变位机和焊接夹具等 3 种焊接工装模具进行
7、焊接作业,如下所述。2.3.1 焊接施工平台焊接施工平台是焊接挖掘机动臂、铲斗、中间架等大型结构件的主要工装模具。焊接施工平台为大型结构件的焊接施工提供了稳定、牢靠的基础。焊接施工平台可用于在焊接前,将各个零部件进行初步定位。挖掘机铲斗焊接施工平台如图 2 所示。焊接施工平台采用电焊方法制成牢固的平台框架,以此抵御焊接变形应力。在挖掘机动臂焊接施工中,为了提升焊接精准度,要采用搭建焊接平台的方式,预防焊接变形风险2。2.3.2 焊接变位机大型结构件的体型较大,为了便于进行焊接施工作业,在焊接中需要采用焊接变位机改变其焊接位置。以该企业生产的挖掘机超长动臂的焊接施工为例,为了保证其焊接质量,提升
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