XGC85K车架外伸梁焊接变形分析

缪士超

徐工机械建设机械分公司

XGC85K车架外伸梁焊接变形分析

缪士超

徐工机械建设机械分公司

新一代产品XGC85K履带式起重机车架外伸梁的焊接变形一直是生产的一大难题。通过对焊接变形现状、变形原因进行分析、研究、试验，得出预防焊接变形的方法，取得较好的效果，并可推广应用。

XGC85K车架；外伸梁；焊接变形

引言

随着经济的高速发展，履带起重机市场容量迅速上升。徐工建机为满足市场需求，立足自主研发，研制开发了第二代履带式起重机——XGC系列，XGC85K就是其中一款佼佼者。该产品采用既可保证整机作业稳定性的宽轨模式，又能满足主机一体运输时收缩为窄轨模式的插入式履带底盘，即履带架上布置有方洞，并可沿方洞在大H型车架的四处外伸梁上滑动。但在生产制造过程中发现车架外伸梁产生严重的焊接变形。为解决这一难题，经过不断分析、试验、调整、再试验、固化，终于寻找到行之有效的反变形控制方法。

1　车架变形现状

XGC85K车架外伸梁主体结构采用的是Q345钢板，板厚在20mm～30mm之间，由中心圈板、底板、上部两部分盖板以及若干立腹板拼焊接成封闭箱形结构（如图1，图中上盖板为透明色）。采用混合气体保护焊（80%Ar+20%CO2）焊接，焊丝采用直径∅1.2焊丝，ER50-6（50级），电流240A～280A，电压24V～28V。因为要变换宽窄轨模式，所以有四处外伸梁便于滑动变轨，在生产过程中，外伸梁出现焊接变形的几率占车架质量问题的60%，最终会造成尺寸及形状的技术指标超差，给随后的装配带来困难。

经现场多次跟踪测量发现，XGC85K车架外伸梁焊接变形主要表现为以车架纵向及横向中心线为轴线，产生向中心的对称变形，且变形量不一。其变形量最大时达到15mm，大大超出技术要求范围。部分焊接变形数据检测记录见表1。

表1　外伸梁焊接变形数据检测记录

2　影响焊接变形的因素

由于焊接热源和焊接热循环的特点以及拼点顺序不合理、施焊方法和焊接顺序不当等因素，容易使外伸梁部分其产生不同方向、不同程度的变形。而合理的施焊方法和正确的焊接顺序能够大大地减小焊后的焊接变形。

XGC85K车架主体结构在拼点焊接时，原焊接操作指导书中首先将底板和中间圈板按图纸尺寸拼点，要求保证二者中心线重合。然后拼点中间隔板及外侧立板，拼点外侧立板时中间一块立板先不拼，然后两件背靠背对把后进入头遍焊接。焊后转铆工拼点上盖板及外侧中间立板及其余各部件。

通过对XGC85K车架整体结构及拼点过程进行综合性分析，认为影响焊接变形的因素主要有以下几点：

（1）上盖板与座圈卷圆连接焊缝为C28单边坡口，焊脚为填平坡口后焊脚尺寸为30mm，焊接量及热输入较大，是造成车架前后焊接变形因素之一。

（2）内立板坡口形式设计不合理：部分内立板坡口设置造成无法在拼点车架头遍时拼点车架上盖板及侧腹板中间的封板，焊接时产生较大变形。

（3）拼点间隙及定位焊的位置和大小：由于下料卷圆误差，铆工拼点时上盖板与圈板之间的间隙无法保证；定位焊时，指导书只给出了拼点顺序及拼点时的工艺参数，没有给出相应的定位焊规范要求，从而使定位焊焊缝无法保证一致性。

（4）拼点顺序不合理：车架用来承受整机自重和作业载荷，这就要求主体结构要具有足够的刚度和强度。而XGC85K车架上盖板和外侧立板分别由两部分和三部分组成，在拼点头遍时无法拼点车架上盖板及侧腹板中间的一块封板，导致车架整体焊接时刚性不强，焊接热输入大，也是造成左右焊接变形的主要因素之一。

（5）焊接顺序及施焊方法不合理：由于焊接操作指导书上未给出详细的焊接顺序，导致焊工焊接时实际指导性不强，只能依据自己掌握的相关焊接知识进行焊接，无法掌控焊接热输入量的大小，导致焊接变形量大小不一。

3　结论

经过对XGC85K车架外伸梁焊接变形的分析与预防，既掌握XGC系列车架的焊接要点，又解决了生产流程中的难题，并在此基础上固化控制措施，重新制定了新的、指导性更强的XGC85K车架焊接工艺操作指导书。同时，通过举一反三，对XGC55K、XGC55T等结构相似车架的焊接工艺及流程进行了梳理及改进，既保证了产品质量，又大大节省了生产制造过程中投入的人力、物力和工时成本，为徐工建机履带式起重机的发展做出积极的贡献。

［1］邹增大，焊接材料.工艺及设备手册［M］.北京：化学工业出版社，2001

［2］王云鹏，焊接结构生产（焊接专业）2版.北京：机械工业出版社，2007

［3］张文明，焦万才.焊工实用技术.沈阳：辽宁科学技术出版社，2004

［4］徐工机械建设机械分公司.焊接操作规范，2015.8