起重机小车整体式轨道安装焊接工艺

王振强

（石横特钢集团有限公司，山东 肥城271612）

1 前 言

通常起重机小车轨道采用分段式，用轨道压板固定，存在的主要问题是接缝处间隙大。随着运行时间的增长，轨道就会出现位移，出现啃轨现象，影响小车的正常运行。现将起重机小车轨道优化为整体式设计，制定小车轨道焊接工艺。通过焊接工艺评定，选取多种焊接材料进行对比分析，确定性价比较高的ER80焊丝进行焊接。试验过程不断调整焊接参数，确定最佳焊接工艺。焊后对接缝处进行超声波探伤，未出现裂纹等焊接缺陷，达到要求。后将此技术在全部起重机上推广应用。

2 技术研究思路及结果

2.1 道轨的可焊性分析

QU120 道轨化学成分分析结果（其余元素从略）如表1所示。

表1 QU120 道轨化学成分 %

从表1看出，C的含量较高，由此断定该钢种的可焊性较差，必须采取必要的预防措施，以解决焊后可能出现的裂纹。

2.2 坡口的选择

坡口选择的原则主要是有效地防止焊接角变形。采用I 型坡口可达到该目的。

3 焊接工艺

3.1 钢轨接口组对

坡口采用I 型，坡口之间的间隙宽度为15～20 mm，见图1，钢轨接口的底部用厚度为10～12 mm钢板用力顶实，用高强螺栓对钢轨和导轨基础进行刚性固定。垫板的材料为Q235 或Q355，其上表面打磨至出现金属光泽，并保证无油。接口两侧30 mm范围内表面必须无油、锈等杂物。

图1 钢轨接口组对

3.2 焊接方法及材料

CO2气体保护焊。焊接材料为ER80焊丝，直径Φ1.2 mm。

3.3 预先加热工艺

焊接前，采用烤枪先将接口处预先加热，加热温度为350～400 ℃，加热范围为每端150 mm，整个接头长度为300 mm，见图2；在整个施焊过程中，层间温度≮350 ℃，因此焊接过程中应不断使用测温枪进行检测，低于350 ℃要再进行加热。

图2 钢轨接头加热范围

3.4 焊接工艺

采用平焊位置交错对称焊，道轨腹部及头部采用大摆幅多层焊，底部采用多层多道焊。距始焊端20 mm 处引弧，随后将电弧移至始焊端；采用不断弧回拉法熄孤，将电弧引致始焊端后20 mm 处熄弧，填满弧坑。焊接完后，将熔敷金属的外包络面与母材磨齐平。局部焊接质量有缺陷处，可将缺陷清除，补焊后磨平。

焊接时每焊一道或一层后，及时清渣，用小锤击打焊道表面，发现不允许的缺陷及时清理。焊接电流：160～220 A（底部及腹部）；180～240 A（钢轨头部）。焊接电压20～26 V。气体流量10～15 L/min。焊接层数及道数如图3所示。

图3 焊接层数及道数

焊后对焊缝进行外观质量检查，不允许存在气孔、夹渣、裂纹、深度＞0.5 mm 的咬边、熔合性飞溅物、未焊满。若有上述缺陷，必须清除后焊至合格，但焊缝的返修次数须控制在2次（含2次）以内。

3.5 焊后热处理工艺

焊接完成，外观质量检查合格后及时进行回火处理。具体方法，使用烤枪加热至600～650 ℃，恒温0.5 h后缓慢冷却，采用保温棉进行包裹，自然冷却，冷却速度要求＜100 ℃／min。

3.6 无损检测

回火处理24 h以后方可进行无损检测，检测方法为超声波检测（UT），执行标准为国标GB/T 11345—2013《焊缝无损检测超声检测技术、检测等级和评定》，不低于该标准超声波II级探伤要求。

3.7 尺寸检验

轨道上表面手工打磨平整、两侧及衬垫处焊缝手工打磨平滑过渡，可用直尺检验。接头处钢轨顶部的垂直错位值≤1 mm，水平错位值≤1 mm，错位按1∶50斜度磨平。

4 结 语

通过道轨接头的焊接实现整体式小车道轨安装，提高了小车道轨的安装质量，避免小车啃轨现象。通过采取焊前预热、焊后缓冷、焊后热处理，避免焊后出现裂纹。采用I 型坡口，即不开坡口的方法，有效地防止焊接角变形。采用此工艺在自制34台起重机小车道轨上推广应用，焊后经检测，焊接质量较好，满足了标准要求。