CN106891084A - 一种装载机前车架的典型焊缝的自动化焊接工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明采用机器人熔化极活性气体焊焊接方式，抽象出前车架典型焊缝形式，通过改变焊送丝速度、焊丝干伸长量，利用正交试验方法设计试验方案，评价各工艺参数焊接的质量，找出T形角焊缝8mm焊脚下的优化参数。提供一种装载机前车架的典型焊缝的自动化焊接工艺。其他参数不变，使用机器人焊接装载机前车架8mm焊脚焊缝时，选取送丝速度为9m/min，干伸长为20mm，船形位置焊接，得到的焊缝表面质量及力学性能较好。

Description

一种装载机前车架的典型焊缝的自动化焊接工艺
技术领域
本发明属于机械及焊接技术领域，涉及一种以装载机前车架的典型焊缝为研究对象的自动化焊接工艺。
背景技术
装载机是一种非常常见的工程机械，主要用于装卸散料和铲掘工作，在矿山、建筑、公路、铁道、水电等国民经济各部门广泛应用。目前，随着国内基础建设规模不断加大，机械化程度不断提高，效益意识不断增强，市场也对装载机提出了更高的要求。恶劣的作业环境对装载机铲斗的作业负荷、变速箱传动的可靠性、油品清洁程度、粉尘过滤效果、驾驶操作舒适程度等都提出了严格的要求。如何实现这些指标对于装载机产品的整机作业性能都将是严峻的考验。轮式装载机前车架是装载机工作装置的基础部件，前车架的结构起到铰接后车架、连接前驱动桥以及承载工作装置的作用，其强度、刚度直接影响着整机的使用效果。前车架具有载重大、形式复杂、使用过程中承受较大幅度的疲劳荷载等特点，焊缝接头形式多、长度长，焊接质量对前车架结构质量影响很大，因此，应严格控制焊接接头的焊接质量。
普通人工焊接的特点是工艺因素复杂、劳动强度大、劳动环境差、生产周期长，焊缝接头质量与操作者的技能、技术和经验息息相关，同时操作者的情绪及身体状况也影响着焊接接头的质量。随着电子、计算机、数控及机器人技术的发展，自动化焊接不仅摆脱了常规人工焊接的弊端，而且还会带来许多的新的优势。自动化焊接主要优点如下：焊接过程稳定，焊接质量高，焊接过程重复性强；可以连续生产，提高劳动生产率；可在有害环境下工作，改善工人劳动条件，降低劳动强度；对工人操作技术的要求降低；缩短产品改型换代的准备周期，减少相应设备的投资；生产周期明确可控。各领域中对焊接机器人的需求不断加强。
自动化焊接技术对于提高焊接接头品质、保证焊缝质量稳定性具有非常重要的意义，正越来越广泛的应用在工业的各个领域。本发明期望解决某装载机厂焊接前车架时焊接参数的选择与优化问题。将可选参数充分组合，通过各组焊接参数下试样的实验数据对比，找出最优化的焊接参数，指导实际生产。
发明内容
本发明公开了一种以装载机前车架的典型焊缝的自动化焊接工艺，以解决上述背景技术中的问题。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
①材料采用焊接性能良好的Q345B钢板，钢板厚度选取与前车架结合非常紧密、使用量非常多的12mm厚钢板。 参考国家标准GB/T 25774.3-2010《焊接材料的检验 第3部分：T型接头角焊缝试样的制备及检验》，经过设计与估算，400mm长焊缝足够排除焊接缺陷后取样所用。试板尺寸：400mm×100mm×12mm和100mm×100mm×12mm。与前车架实际情况紧密结合，采用T形角焊缝形式，不开坡口，单道焊缝，单边焊接，具体尺寸样式见图1。
②采用熔化极活性气体保护MAG焊，机器人自动化焊接技术，焊丝为低合金钢气体保护焊丝ER50-6型焊丝，焊丝直径为Φ1.2mm。保护气体成分为80%Ar+20% CO2二元混合保护气（体积分数），气体流量为21.5L/min。
③焊接采用船形位置焊接，其优点在于：船形焊相当于开90°角Y形坡口内的水平对接焊，焊后焊缝成形光滑美观，一次焊成的焊脚尺寸范围较宽，对焊工的操作技能要求也较低，一次焊成的焊缝凹度较大。调节α、β角即可调节底板和腹板内熔合面积的分配比例。船形示意图如图2所示。
④结合前车架实际情况，以船形位置8mm焊脚焊接为例，方案采用正交试验设计，以达到最好的试验选择效果。送丝速度分别取9/11/13m/min，干伸长分别取16/20/24mm。用正交实验方案设计则为L9(32)。所得9组试验参数组合分别命名为C8-*，其中C代表船形位置焊接，8代表8mm 焊缝，*代表1~9号试样。船形位置8mm焊脚焊缝的焊接试验合在一起称为C8试验。设计方案见表1。
表1 实验设计方案
通过方案结果，评价工程中12mm厚Q345B钢板的单面T形角焊缝焊接在8mm焊脚船形位置焊接时的焊接工艺，并选出性能比较优异的参数组合，用来指导生产。
具体实施方式
装载机前车架的典型焊缝的自动化焊接工艺。
（1）焊件加工，将12mm厚Q345B钢材切割成400mm×100mm×12mm和100mm×100mm×12mm尺寸的样板两块。
（2）与前车架实际情况紧密结合，采用T形角焊缝形式，不开坡口，单道焊缝，单边焊接。使用磨光机和砂纸将焊接位置两侧的20mm范围内的金属打磨干净，去除表面的油污、水锈和氧化皮。用酒精擦洗干净，晾干。
（3）确定焊接变量参数，如表1所示。
（4）将焊件预热150℃后采用船形位置焊接。
（5）焊后对焊缝进行宏观质量检验。
（6）焊缝力学性能检验，主要检验包括拉伸试验、冲击试验。具体检验效果如下述：
①试样的制备
焊接接头拉伸试验在CSS-44300型电子万能试验机上进行拉伸试验。母材焊接面应去除氧化皮、锈蚀、及其他缺陷。拉伸试样的尺寸应统一，下试板截取110mm，上试板截取100mm，焊接方向取15mm厚度，上试板位于下试板中心部位，具体尺寸如图2所示。拉伸时使用特制的拉伸夹具夹持，要求上试板位于夹具中心线上，左右对称；拉伸夹具需要有足够的硬度与强度。
硬度试验参照GB/T 2654-2008《焊接接头硬度试验方法》的要求进行。焊后将试件置于通风处自然冷却12小时，用线切割方法在焊缝每侧各30mm处切割出试样。试样应完全包括焊缝、热影响区和部分未产生变化的母材。试样应经过砂轮机粗磨、砂纸磨光、机械抛光并腐蚀后进行显微硬度观察。
②试验检测结果
焊接接头各区域的显微硬度值(HV)见表2.。母材硬度220HV。
表2 试样各区域显微硬度值
编号 焊缝区 过热区 正火区
C8-1 263 240 236
C8-2 247 237 228
C8-3 256 262 242
C8-4 257 263 243
C8-5 252 257 235
C8-6 254 255 233
C8-7 247 248 232
C8-8 248 243 233
C8-9 257 245 233
由表中可以看出，焊缝区硬度最大，过热区比焊缝区硬度略低，但两者相差不大，均远大于母材的硬度。正火区硬度比母材稍高，这是由于此区晶粒细化的缘故。还可看出，C8-3、C8-4、C8-5、C8-6号试样各区的硬度均比其它试样高。C8-4号试样的硬度值最大，而C8-2，C8-7，C8-8号试样的硬度值小。
将断裂力数据汇总后，绘制成如图3所示数据图。由于拉伸试样的尺寸一致，所以可以直接使用断裂力比较它们的承载能力。
由图可见，C8-2号试样的断裂力最大，为74.4kN；而C8-6号试样的断裂力最小，为45.1kN。强度从高到低依次是C8-2，C8-3，C8-8，C8-4，C8-9，C8-7，C8-5，C8-1，C8-6号试样。这说明，C8-6号试样的承载能力最弱，C8-2号试样的承载能力最强。还应说明，C8-2号试样其实并未被拉断，而是在下试板的焊缝根部产生开裂。下试板产生断裂，说明C8-2号试样焊接接头结构的承载能力较大，结构强度大。
最后说明：以上仅为本发明的实例而已，并通过实例对本发明进行了详细的说明，对于本技术领域的人员来说，凡对本发明做出简单修改、等同替换与改进，均应在本发明的保护范围之内。
附图说明
图1是T形角焊缝尺寸样式图。图中数字单位均为mm。
图2是船形位置示意图图。
图3是拉伸断裂力数据图 。

Claims (6)

1.一种的自动化焊焊接工艺：采用熔化极活性气体保护MAG焊，机器人自动化焊接，通过改变焊送丝速度、焊丝干伸长量，利用正交试验方法设计试验方案。
2.如权利要求1所述的焊接工艺，采用T形角焊缝形式，不开坡口，单道焊缝，单边焊接，具体尺寸样式见图1。
3.如权利要求1所述的焊接工艺，焊接采用机器人自动化焊接技术，焊丝采用ER50-6型焊丝，焊丝直径为Φ1.2mm，保护性气体为 Ar(80%)+CO2 (20%)。
4.如权利要求1所述的焊接工艺，焊接试样模拟装载机前车架典型焊缝的结构， 使用400mm×100mm×12mm和100mm×100mm×12mm的两块样板进行T型焊接，试样尺寸示意图如图1。
5.如权利要求1所述的焊接工艺，焊接时采用船形位置焊接，焊缝成形质量高，船形示意图如图2。
6.如权利要求1所述的焊接工艺，以船形位置8mm焊脚焊接为例，送丝速度分别取9/11/13m/min，干伸长分别取16/20/24mm，其他焊接参数不变。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107290217A (zh) * 2017-06-30 2017-10-24 吉林大学 测试堆焊层与母材金属结合强度的提拉试验方法及试件
CN108672902A (zh) * 2018-06-01 2018-10-19 河海大学常州校区 一种基于灰色分析法优化串列双丝埋弧焊焊接工艺的方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60174278A (ja) * 1984-02-20 1985-09-07 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 消耗電極式ア−ク溶接法
JPH10272567A (ja) * 1997-03-31 1998-10-13 Nkk Corp アーク溶接による溶接方法
US20060278625A1 (en) * 2005-06-09 2006-12-14 Christopher Mark R Torch having multi-path gas delivery system
CN101745723A (zh) * 2008-12-02 2010-06-23 株式会社神户制钢所 多电极气体保护电弧焊方法
CN101927396A (zh) * 2009-06-19 2010-12-29 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 一种多层焊焊接钢板的方法
CN102689083A (zh) * 2012-06-07 2012-09-26 中国东方电气集团有限公司 一种用于大厚板mig/mag多层多道焊接的自主移动式机器人系统
CN104245206A (zh) * 2012-04-17 2014-12-24 新日铁住金株式会社 角焊缝弧焊接头及其形成方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60174278A (ja) * 1984-02-20 1985-09-07 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 消耗電極式ア−ク溶接法
JPH10272567A (ja) * 1997-03-31 1998-10-13 Nkk Corp アーク溶接による溶接方法
US20060278625A1 (en) * 2005-06-09 2006-12-14 Christopher Mark R Torch having multi-path gas delivery system
CN101745723A (zh) * 2008-12-02 2010-06-23 株式会社神户制钢所 多电极气体保护电弧焊方法
CN101927396A (zh) * 2009-06-19 2010-12-29 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 一种多层焊焊接钢板的方法
CN104245206A (zh) * 2012-04-17 2014-12-24 新日铁住金株式会社 角焊缝弧焊接头及其形成方法
CN102689083A (zh) * 2012-06-07 2012-09-26 中国东方电气集团有限公司 一种用于大厚板mig/mag多层多道焊接的自主移动式机器人系统

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
何继善: "《科技推动发展 青年开创未来-2014年湖南科技论坛》", 30 September 2004, 湖南科学技术出版社 *
卢振洋，汤超: "DP780熔化极气体保护焊工艺参数优化", 《焊接学报》 *
陈倩清，唐永刚: "《船舶焊接与实训指导》", 31 May 2012, 哈尔滨工程大学出版社 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107290217A (zh) * 2017-06-30 2017-10-24 吉林大学 测试堆焊层与母材金属结合强度的提拉试验方法及试件
CN108672902A (zh) * 2018-06-01 2018-10-19 河海大学常州校区 一种基于灰色分析法优化串列双丝埋弧焊焊接工艺的方法

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