CED460-6型液压挖掘机动臂焊接缺陷原因的分析

潘兴伟

【摘要】CED460-6型全液压挖掘机以电动机为动力，具有体积小、运行平穩、操作便捷等特点，受到同行业内的普遍认同。但随着液压挖掘机投入使用时间的增长，设备潜在动臂根部劣化问题逐渐显现出来。本人基于多年来对该设备动臂维保焊接的经验，就挖掘机动臂根部焊接施工中的缺陷和原因进行简单分析。

【关键词】动臂：焊接：缺陷：原因分析

引言

石灰石矿明山矿区在2005年末开始投入使用CED460-6型液压挖掘机，由于其运行平稳、作业效率高，极大地提高了设备的作业效率，为企业的发展和节能减排做出巨大贡献。该挖掘机由主机和工作装置两部分组成。工作装置包括动臂、斗杆总成和铲斗，动臂和动臂油缸通过销轴与回转平台上的耳板连接，在动臂油缸伸缩长度的范围内，实现以轴销为圆心的上下移动。

一、控制动臂焊缝缺陷的必要性

动臂前与斗杆、后与回转平台连接，承载着挖掘、提升、回转等作业力。由于长期在冲击、振动和变载的作用下，动臂在完成10余万吨作业量后，就不同程度在根部出现劣化或斑纹进而出现裂纹等现象，虽然经过及时修焊等补救措施，还是继续沿焊缝处裂纹劣化，未能从根本上解决动臂达到使用周期的要求。为解决焊缝的缺陷问题，在保持该挖掘机原有机械性能不变的情况下，对开裂的焊缝采用气割与角磨机修制坡口、J506焊条焊接施工工艺，提高其焊接牢固性。通过此种方法焊接，极大地提高了动臂的使用周期。

二、动臂焊缝缺陷产生的原因

（一）气孔

气孔是指在焊接施工时，熔池中的气体在焊缝金属凝固前未能及时溢出而形成的空穴。气体可能是熔池从外界吸收的，也可能是焊接冶金过程中反应生成的。气体根据其所处位置不同分为表面气孔和内部气孔。

产生气孔的原因有：焊接过程中，焊接本身产生的气体或外部气体进入熔池，在熔池凝固前没有及时溢出熔池而残留在焊缝中。产生气孔主要原因如下：

第一，焊接过程中，由于防风措施不当，气体进入熔池第二，电弧过长，焊接时保护气体保护效果不好。第三，母材清理不彻底，杂质在焊接时产生气体进入熔池。第四，熔池温度低，凝固时间短。第五，焊接材料没有烘焙或烘焙不达标准，焊丝清理不干净，在焊接过程中产生气体进入熔池。

（二）夹渣

焊接件在焊接施工过程中，药皮、杂质残留在焊缝中的夹杂物。产生夹渣主要原因如下：

第一，焊接件清理不干净，多道焊层间药皮清理不及时，焊接过程中药皮脱落到熔池中。

第二，电弧过长，焊接件角度不正确，焊层过厚，导线容量小，焊接速度过快等，使熔池中熔化的杂质未溢出而凝固。

（三）咬边

由于焊接施工参数选择不正确或操作方法不当，沿焊趾的母材部位产生沟槽或凹陷的现象称为咬边。

产生咬边主要原因有：操作方法或焊接施工参数不当。如焊接电流过大、电弧过长、运条方法和角度不当、坡口两侧停留时间过长或过短等。

（四）未焊透和未熔合

母材金属未熔化，焊缝金属没有进入接头根部的现象称为未焊透。焊缝金属与母材金属或焊缝金属之间未熔化结合到一起的现象称为未熔合。

产生的主要原因有：焊接施工参数选择不合适，导致电流过小或电弧过长，坡口角度过小，间隙过窄和钝边过大。操作方法不当，如运条速度过快，焊条角度不合适，电弧吹偏，焊条摆动幅度不合适，焊条和焊道清理不干净等，在存在杂质的情况下，会影响焊接的熔合。

（五）焊接裂纹

焊接裂纹是一种严重的结构件工艺缺陷，按照裂纹形成的条件不同分为：热裂纹、冷裂纹、再热裂纹和层状撕裂四类。在这里重点介绍前两种裂纹产生的主要原因。

焊缝金属由液态到固态的结晶过程中产生的裂纹称为热裂纹，其主要特征是焊接施工后立即清晰可见，且多发生在焊缝中心，沿焊缝长度方向分布。热裂纹的裂口多数贯穿于表面，呈现出氧化色彩，裂纹末端略呈圆弧形。产生的主要原因有：焊接熔池中存在低熔点杂质（如FsS）。由于这一类杂质熔点低，结晶凝固比较晚，凝固后的塑性和强度极低。因此，在外界结构拘束应力足够大和焊缝金属凝固收缩的作用下，熔池中的低熔点杂质在凝固过程中被拉开或在凝固后不久被拉开，造成晶间开裂。

焊接件在冷却过程中或冷却后，母材或母材与焊缝交界熔合线上产生的裂纹称为冷裂纹。这种裂纹有可能在焊接施工后出现，也有可能在焊接施工后的几小时内出现。产生冷裂纹的主要原因：第一，在焊接热循环的作用下，热影响区生成了脆硬组织。第二，焊缝中存在过量的氢气，且具有浓集的条件。第三，焊接部位承受较大的拘束应力。

裂纹影响焊接件的安全使用，是一种严重的工艺缺陷，结构件的劣化都是从焊缝处开始的。在焊接过程中要采取一切必要的措施，防止出现裂纹。在焊接施工后要采取各种措施，确认检查有无裂纹现象，一经发现裂纹应及时修补。

结语

总之，正是由于全液压挖掘机在工程、矿山、交通等行业的普及应用，才能体现出焊接技术在挖掘机工作装置劣化后的重要性。因此，要加强焊接施工技术的交流学习和实践应用，共同提高焊接施工质量。焊接施工是一项复杂的工作，只有严格控制焊接技术缺陷，才能提高动臂使用效率。

参考文献：

天津市机电工业总公司.电焊工必读[M].天津：天津科学技术出版社，2001.