CN101758333A - 一种挖掘机动臂焊接预变形的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种挖掘机动臂焊接预变形的控制方法，其特征在于，具体步骤为：第一步：计算动臂焊接总变形量Δ_L总；第二步：计算动臂焊接总变形量Δ_L总的经验值Δ_L总’；第三步：计算动臂焊接长度L₁的校正值L₂；第四步：对动臂外形尺寸进行调整，即将长度尺寸L₁增大到尺寸L₂，高度H不变，重描动臂产品外形。之后以重描后的动臂产品外形为准，确定上盖板、下盖板、侧板的具体尺寸形状，再进入切割下料流程，按重描后动臂外形尺寸L₂装配。最后，焊接动臂，经过焊接应力收缩达到尺寸L₁要求。本发明的有益效果是：生产成本低、步骤简单、能够延长挖掘机的使用寿命。

Description

一种挖掘机动臂焊接预变形的控制方法

技术领域

本发明涉及一种挖掘机动臂焊接预变形的控制方法，属于焊接工艺技术领域。

背景技术

目前，挖掘机构件大部分是焊接结构，由焊接应力引起的焊接变形会影响生产工艺流程的正常进行，且使结构件的外形尺寸精度严重超差，必须进行焊后矫正焊接变形，使生产成本增加，还会增加机械加工、装配的后续工序难度，并且焊接变形还会降低结构的承载能力，会造成产品质量不稳定的不良后果。对挖掘机动臂而言，其属于细长箱型结构，焊后尺寸矫正困难，且火焰矫正会使板材材质发生改变，直接影响挖掘机的使用寿命，控制和减小挖掘机动臂的焊接变形十分重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种挖掘机动臂焊接预变形的控制方法。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供一种挖掘机动臂焊接预变形的控制方法，其特征在于，具体步骤为：

第一步：按下述步骤计算动臂焊接总变形量Δ_L总：

步骤1.1、按下式计算下盖板的横向对接焊缝收缩量Δ_横对：

Δ_横对＝ζ₁×(F_H/δ)；

其中，ζ₁、F_H以及δ分别为横向对接焊缝沿动臂长度方向收缩系数、横向对接焊缝横截面积以及下盖板的厚度；

步骤1.2、按下式计算下盖板的横向角焊缝收缩量Δ_横角：

Δ_横角＝ζ₂×(Kb₁/δb)；

其中，ζ₂、K、b₁以及b分别为横向角焊缝沿动臂长度方向收缩系数、焊脚尺寸、横向角焊缝长度以及下盖板的宽度；

步骤1.3、按下式计算下盖板的主梁纵向焊缝在梁长方向收缩量Δ_纵：

Δ_纵＝ζ₃×(F_HL/F)；

其中，ζ₃、F_H、L以及F分别为与焊接方法和材料有关的系数、主梁纵向焊缝截面积、动臂长度以及动臂截面积；

步骤1.4、按下式计算下盖板的总收缩量Δ_L下：

Δ_L下＝2×Δ_横对+2×Δ_横角+4×Δ_纵；

步骤1.5、按下式计算上盖板的焊缝总收缩量ΔL_上：

ΔL_上＝2×Δ_横对+2×Δ_纵；

步骤1.6、按下式计算动臂焊接总变形量Δ_L总：

Δ_L总＝ΔL_上+Δ_L下；

第二步：按下式计算动臂焊接总变形量Δ_L总的经验值Δ_L总’：

Δ_L总＝Δ_L总/(1+13％)；

第三步：按下式计算动臂焊接长度L₁的校正值L₂：

L₂＝L₁+Δ_L总’；

第四步：对动臂外形尺寸进行调整，即将长度尺寸L₁增大到尺寸L₂，高度H不变，重描动臂产品外形，之后以重描后的动臂产品外形为准，确定上盖板、下盖板、侧板的具体尺寸形状，再进入切割下料流程，按重描后动臂外形尺寸L₂装配，最后，焊接动臂，经过焊接应力收缩达到尺寸L₁要求。

本发明的有益效果是：生产成本低、步骤简单、能够延长挖掘机的使用寿命。

附图说明

图1为挖掘机动臂尺寸校正前示意图；

图2为挖掘机动臂尺寸校正后示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

实施例

(1)Δ_横对＝ζ₁×(F_H/δ)δ＝14mm F_H＝138mm² ζ₁＝0.20

计算得Δ_横对＝0.20*(138/14)＝1.97(mm)

(2)Δ_横角＝ζ₂×(Kb₁/δb) δ＝10mm K＝8mm b₁＝1430mm b＝947mm ζ₂＝0.3

计算得Δ_横角＝0.3×[(8×1430)/(10×947)]＝0.36(mm)

(3)Δ_纵＝ζ₃*(F_H L/F) ζ₃＝0.043 F_H＝98mm² L＝5224mm F＝295568mm²

计算得Δ_纵＝0.043×[(98×5224)/295568]＝0.0745(mm)

(4)下盖板2总收缩量Δ_L下＝2×Δ_横对+2×Δ_横角+4×Δ_纵

计算得Δ_L下＝2×1.97+2×0.36+4×0.0745＝4.958(mm)

(5)上盖板1焊缝总收缩量Δ_L上：

计算得Δ_L上＝2×Δ_横对+2×Δ_纵＝2×1.97+2×0.0745＝4.089(mm)

(6)动臂焊接总变形量Δ_L总＝Δ_L上+Δ_L下：

计算得Δ_L总＝4.958+4.089＝9.047(mm)

(7)按下式计算动臂焊接总变形量Δ_L总的经验值Δ_L总’：

计算得Δ_L总’＝Δ_L总/(1+13％)＝8(mm)

(8)如图1所示，为挖掘机动臂尺寸校正前示意图，按下式计算动臂焊接长度L₁的校正值L₂，如图2所示，为挖掘机动臂尺寸校正后示意图，计算得L₂＝L₁+Δ_L总’＝5675+8＝5683(mm)；

(9)对图1所示动臂外形尺寸进行调整，即将长度尺寸5675mm(L₁)增大到尺寸5683mm(L₂)，高度H不变，重描动臂产品外形。之后以重描后的动臂产品外形为准，确定上盖板、下盖板、侧板的具体尺寸形状，再进入切割下料流程，按重描后动臂外形尺寸5683mm(L₂)装配。最后，焊接动臂，经过焊接应力收缩达到尺寸5675mm(L₁)要求。

在实际的现场操作中，焊接上盖板1之前已经将下盖板2和侧板3以组件形式焊接完毕内焊缝，此时盖上盖板1焊接外部角焊缝，上盖板1总变形量是两条纵向角焊缝收缩量与两条横向对接焊缝收缩量的数量和，而这个变形量数值会因其与下盖板2变形量重合或部分抵消小于理论计算的上盖板1总变形量4.089mm(Δ_L上)，且此时的上盖板1焊缝焊接对动臂整体长度变形影响小。理论计算得到的下盖板2总变形量4.958mm(Δ_L下)也会受到实际焊接变形方向和焊接顺序、焊接温度等因素的影响，使得理论数值比实际数值大。

Claims (1)

1.一种挖掘机动臂焊接预变形的控制方法，其特征在于，具体步骤为：

第一步：按下述步骤计算动臂焊接总变形量Δ_L总：

步骤1.1、按下式计算下盖板(2)的横向对接焊缝收缩量Δ_横对：

Δ_横对＝ζ₁×(F_H/δ)；

其中，ζ₁、F_H以及δ分别为横向对接焊缝沿动臂长度方向收缩系数、横向对接焊缝横截面积以及下盖板(2)的厚度；

步骤1.2、按下式计算下盖板(2)的横向角焊缝收缩量Δ_横角：

Δ_横角＝ζ₂×(Kb₁/δb)；

其中，ζ₂、K、b₁以及b分别为横向角焊缝沿动臂长度方向收缩系数、焊脚尺寸、横向角焊缝长度以及下盖板(2)的宽度；

步骤1.3、按下式计算下盖板(2)的主梁纵向焊缝在梁长方向收缩量Δ_纵：

Δ_纵＝ζ₃×(F_HL/F)；

其中，ζ₃、F_H、L以及F分别为与焊接方法和材料有关的系数、主梁纵向焊缝截面积、动臂长度以及动臂截面积；

步骤1.4、按下式计算下盖板(2)的总收缩量Δ_L下：

Δ_L下＝2×Δ_横对+2×Δ_横角+4×Δ_纵；

步骤1.5、按下式计算上盖板(1)的焊缝总收缩量Δ_L上：

Δ_L上＝2×Δ_横对+2×Δ_纵；

步骤1.6、按下式计算动臂焊接总变形量Δ_L总：

Δ_L总＝Δ_L上+Δ_L下；

第二步：按下式计算动臂焊接总变形量Δ_L总的经验值Δ_L总’：

Δ_L总’＝Δ_L总/(1+13％)；

第三步：按下式计算动臂焊接长度L₁的校正值L₂：

L₂＝L₁+Δ_L总’；

第四步：对动臂外形尺寸进行调整，即将长度尺寸L₁增大到尺寸L₂，高度H不变，重描动臂产品外形，之后以重描后的动臂产品外形为准，确定上盖板、下盖板、侧板的具体尺寸形状，再进入切割下料流程，按重描后动臂外形尺寸L₂装配，最后，焊接动臂，经过焊接应力收缩达到尺寸L₁要求。

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