刮板机推移横梁焊接变形的解决措施

张蕾　李晓鹏

摘 要：通过调整刮板机推移横梁点装时的焊接变形预留量、焊接顺序、焊接电流和电压，解决了推移横梁因焊接变形量太大而装不上销子的问题，进一步提高了推移横梁的一次装配率。

关键词：刮板机；推移横梁；焊接变形；焊接参数

中图分类号：TG404 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.17.110

推移横梁是我公司生产的刮板输送机机头推移部中极为关键的大件，其质量直接影响机头架、过渡槽等装配大件的质量。目前，我公司生产的3 m以上的推移横梁由于其自身结构的特点，焊接后都发生了较大的变形，最终导致横梁与固定架体联接板处穿不上销子，需要火焰切割长孔，经过火焰校正和压力校正等。这样做，不仅会增加工作的难度和复杂性，还会降低产品的美观性。因此，为了控制推移横梁的焊接变形，提高其一次性穿上销子的概率，降低工作的复杂性，围绕如何控制推移横梁的焊接变形，提出了刮板机推移横梁焊接变形的解决措施。推移横梁如图1所示。

图1 推移横梁

1 问题分析

我小组调查统计了2014-06—10推移横梁焊接不合格品的情况，具体如表1所示。穿不上销子的横梁占横梁总数的19.6%.

在分析影响推移横梁焊接变形原因时，可以从人、机、料、法和环5个方面入手——员工的技能水平，设备运行是否正常，

下料尺寸是否合适，焊接电流、电压、速度的调节是否合理，

点装时是否预留尺寸量，或预留尺寸是否合适，能否保证点装平台的平面度等，这些因素都会影响推移横梁的焊接变形。经过现场调查发现，因为推移横梁的联接板尺寸不合格，没有合理规定两端联接板之间的尺寸预留量，焊接顺序和焊接电流、电压没有详细的参考值，只是焊工根据经验操作，所以，发生了推移横梁焊接变形的情况。由此可见，控制下料尺寸、点装尺寸，规定焊接顺序、电流和电压是非常必要的。

2 方案

2.1 下料

一般情况下，生产一个横梁的流程是：投放工单→组织子物料→点装→焊接。联接板是由数控火焰切割机下料，然后由钻床或镗床在其上加工联接孔。由于数控火焰切割下料时存在“马蹄”现象，使得连接孔在垂直方向上的位置存在偏差。现场测量时，偏差一般为1～2 mm。联接板的“马蹄”如图2所示。

联接板的“马蹄”使得联接孔的位置发生偏移。在点装时，为了保证联接板的垂直度和孔在垂直方向上的位置，应使用垫块保证其垂直度，并将横梁整体上抬。在点装时，还可以利用同心杆保证联接板之间孔的同心度。

2.2 点装

为了抵消焊接变形，焊接前，将焊件向与焊接变形相反的方向变形，这样，横梁就会发生弯曲变形，向有联接板的一侧内弓。如果按照图纸上两连联板之间的距离点装，那么，横梁弯曲变形之后，会导致联接板之间的尺寸小于图纸要求的尺寸。所以，在点装时，要求保留一定的预变形尺寸量。

在点装时，要保证主要尺寸的准确性，即联接板与推移板之间的眼距、联接板与联接板之间的眼距、联接板的同心度，并根据横梁的大小预留不等的焊接变形量。根据推移横梁的长度和宽度，总结、分析、跟踪记录推移横梁的结果，并初步制定了横梁点装的预留变形尺寸量。点装预留变形尺寸量如表2所示。

2.3 焊接

2.3.1 调整焊接顺序

常见的焊接方法有直通焊、从中间向两边施焊、分中退焊和跳焊，如图3所示。当推移横梁的长宽值比较大时，焊接后的变形主要以弯曲变形为主。如果焊接方向不正确，则变形量就会比较大。在焊接长焊缝时，直通焊变形量大；从中段向两端施焊，变形量会减少；从中段向两端逐步退焊，变形量最少；采用逐步跳焊则可以减少变形量。当结构中有对称布置的焊缝时，应尽量采用对称焊接，使用相同的电流、焊速和方向焊接。因为横梁的长直焊缝对称布置，并且它是引起横梁变形的主要焊缝，所以，同时安排2个焊工退焊是非常有必要的。

焊接顺序为：①正面联接板处等短焊缝打底，长焊缝先加固两端，然后分段跳焊打底，将短小筋板角焊缝一次焊接完成，背面采用同样的方法一次焊接完成；②将正面短焊缝焊完填满，长焊缝分段盖面焊接，待冷却后再将其余焊缝焊完；③如果有加强压板，在上述焊接工作完成后安装，然后重复上述焊接顺序，将压板焊接完成。

根据后焊的比先焊的焊缝焊接变形大的原理，推移横梁联接板的焊接从外向内焊接。在此特别要注意的是，在焊接结构简单的小横梁时，可以按照以上步骤焊接，但是，当焊接有加强板的横梁时，在焊接加强板的坡口时要注意横梁的变形，采取边测量边焊接的方法，根据变形调整焊接顺序。在焊接大横梁时，要把联接板留到最后焊接。

2.3.2 调整焊接速度、电流、电压

经过现场调查发现，在焊接横梁时，有的焊工没有采用跳焊法焊接长直焊缝，也不能保证2个焊工同时完成焊接工作，这样，通直焊就会引发7 mm以上的变形量。

焊接速度对焊缝成形、接头性能都有影响，速度过快会出现咬边、未焊透和气孔等缺陷，速度过慢则效率低、输入焊缝的热量过多，接头晶粒粗大，变形大，焊缝成形差。一般情况下，半自动焊接速度为15～40 m/h。

经过现场调查发现，打底焊和填充焊时焊工所用的焊丝是一样的，但是，电流、电压相差较大，焊接速度与焊接电流、电压不匹配，电流、电压太大、速度慢导致输入焊缝的热量大，焊接变形量增大。打底焊和填充焊的焊接值如表3所示。

3 改进结果

相关改进措施实施后，统计2014-12—2015-03推移横梁不合格品的情况如表4所示。

从表4中可以看出，改进措施实施后，推移横梁不合格品数大大减少了，不合格率由原来的19.6%降低到了4.7%，并且焊接后横梁的变形大幅减少，各主要尺寸都在要求范围内，一次性穿上销子的概率也大幅增加。由此可见，在点装时，预留焊接变形量，调整焊接顺序，控制焊接电流、电压的大小，可以有效解决推移横梁因焊接变形量太大而装不上销子的问题。

参考文献

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[2]朱江.焊接变形的控制和预防[J].电焊机，2009（8）.

[3]中国质量协会.QC小组基础教材[M].北京：中国社会出版社，2008.

[4]付荣柏.焊接变形的控制与矫正[M].北京：机械工业出版社，2006.

〔编辑：白洁〕