天车主梁焊缝开裂分析及修复

乔岩莉　李利霞　段世新　侯小冲

天车主梁焊缝开裂分析及修复

乔岩莉李利霞段世新侯小冲

【摘要】针对我公司一台10t天车主梁与弯板焊缝发生开裂的现象，分析了主梁焊缝断裂的原因，制定了裂纹修复方案，确保了天车的安全运行。

1. 概述

主梁是天车的主要构件，天车经过长期重载荷运行，大部分出现主梁焊缝开裂的现象，如果不及时采取措施，裂纹将继续扩大，会造成主梁断裂的恶性事故。因此，必须及时对开裂部位进行补焊修复处理。

2. 裂纹状态描述

我公司铆焊厂备料车间数控跨编号为212-201的天车，其一侧端梁车轮的弯板（对称2个）出现裂纹，并延伸至端梁的腹板上，基本状态如图1所示。

3. 裂纹产生原因分析

天车在运行过程中，除承受主梁本身的自重外，还承受主、副小车、料重等各种重量，受力情况极为复杂，主、副小车吊放重物产生的上下交变应力，以及因天车轨道不平而产生的交变应力，均可导致主梁的焊缝结构表面产生微裂纹，经过多次交变应力作用，初始微裂纹会进一步扩大，形成肉眼可以看出的裂纹。

另外，主梁与弯板焊缝为立焊，部分焊肉不均，造成较大的焊接残余应力，降低了焊缝疲劳强度，导致主梁焊缝开裂，这是主梁焊缝裂纹形成的主要原因之一。

4. 裂纹修复方案

（1）用千斤顶顶起天车弯板断裂处一端，使大车车轮离开轨道面后将车轮卸掉，妥善保管卸掉后的螺栓、螺母、垫圈等。

（2）沿弯板与腹板处焊缝

将断裂弯板（2件）整件割掉，弯板基本尺寸如图2所示。切割时注意沿靠近腹板处焊缝熔合线边缘（距离弯板上表面约5mm）进行气割。每块弯板上分布的2件（合计4件）调整垫板从弯板上拆掉，注意气割时不得伤及垫板，以备用。

（3）重新按图2尺寸制作弯板2件。

（4）将腹板处裂纹用抛光砂轮机清除掉并修磨坡口，着色检查无线性显示后进行补焊，焊后打磨补焊表面。

（5）鉴于弯板与腹板的内部焊缝焊接不易操作，在腹板上与弯板焊接处割出单边40°V形坡口，并备工艺背板1 （δ=5mm×18mm×64mm，2件）和背板2（见图3），待与弯板进行焊接。

（6）弯板重新下料后与腹板进行焊接。两弯板下料后用槽钢连接，连接位置如图4所示，注意保证两弯板同一截面的平面度、平行度均≤1mm，保证弯板上两孔距280mm。然后将工艺垫板1和垫板2焊于弯板上，弯板、背板1和背板2组成小部件A，如图4所示。

（7）将小部件A装焊到横梁一端头，装配时注意保证弯板距一端头58mm处φ45mm的孔心距端梁上表面的距离为550mm，同时腹板与图4小部件A弯板应有5mm间隙，进行焊接，坡口焊满后继续焊5mm高角焊缝。焊接时采用CO2气保焊，焊丝选用ER50—6，φ1.2mm，焊接参数如附表所示。

（8）待腹板与弯板焊接完成后，在腹板上补焊处根据实际补焊尺寸，焊上加强板以增加其强度，如图5所示。

5. 结语

对天车主梁焊缝开裂部位进行修复，并焊接加强板进行刚性加固，能够有效消除天车的事故隐患，确保天车安全运行。经过几个月的运行观察，天车运行平稳，裂纹没有任何异常。

图1　裂纹基本状态

图2　弯板

图3　背板2

图4　小部件A

图5　焊接加强板示意

焊接参数

20141103

作者简介：乔岩莉等，中信重工机械股份有限公司焊接工艺研究所。