对32/5T桥式起重机端梁盖板焊缝的修补
据统计,焊接结构所发生的各种事故中,除少数是由于设计不当和产品运行不规范而造成的之外,绝大多数是由于焊缝裂纹而引起的断裂,可见,裂纹是焊缝结构发生破坏事故的主要原因。
现根据XXX厂的32/5T桥式起重机端梁存在的问题进行简要说明,这台起重吊车由于图纸设计上的误差,现场轨道跨距问题以及运行不当,造成吊车端梁下盖板的连接焊缝出现裂纹,如图-1,必须在现场进行修补。
图1-1扳厚δ=24mm焊缝裂纹盖扳 一、 在修补前,对吊车端梁所用材质进行分析,是16MN钢, 板厚度为24MM,某化学成分和机械性能见表1-2,根据焊材选用原则要求,焊缝焊材选用强度应等于或大于母材,选用焊系Q345(E5015),其力学性能和机械性能较好,适用于焊接低碳钢: 材料化学成分含量(合金元素%)表1-1
强度 材料名称 Q23516MN) C Si Mn V S P Nb Ti ≤≤1.000.01≤--≤0.0150.020.20.35 0 0.04 0.04 -0.06 -0.20 1.60 0.15 材料机械性能 表1-2 强度 名称 Q23516MN)
焊条选用 表1-3 E5015(J507) 低氢钠型熔敷金属抗采用直碱性焊条 适合470-630 22 345 34(0℃) 66/Mpa δ5/% 6s/Mpa Akv/J 拉强度≥流反接 全位置焊50KGf/接 mm2(490mpa) 1、所选用焊条为碱性焊条,见表1-3,由于焊条选用正确与否对焊接质量,生产效率和产品成本都有很大影响,根据材料强度和承
载负荷,选用E5015(J507),其熔渣以碱性氧化物为主,由于碱性焊条焊缝金属中含锰量比酸性焊条多,而有害元素(硫S、磷P、氢H等)比酸性焊条少,故碱性焊条力学性能(尤其是塑性和韧性)比酸性焊条好,且且抗裂性好;但其电弧稳定性差,飞溅大,脱渣性差,对油、锈、水敏感性大,易产生气水,因此焊前对焊缝坡口清理要求高,采用直流反接、焊前,将所选焊条烘烤350-450℃,1-2小时,放置于保温筒内使用。
2、所选用设备为直流弧焊机,所供给焊接电弧的电流为稳定的直流电,电弧稳定,可保证焊接质量。
3、焊前检查,清除缺陷:
在修补前,对端梁焊缝进行检查,焊缝存在夹渣,从焊缝两端开裂,裂缝深度达15mm,由于现场修补,端梁与主梁连接,无法拆解,为减少变形,最好采用碳弧气刨和角向砂轮进行打磨清理,先用碳弧气刨将焊缝刨削,每层刨削3mm,观察一次,再继续刨削,(端梁成箱型,组装后里面连接处无法焊接,因此必须将焊缝彻底刨开,两端头用连接板暂时连接,修补后再取掉,缺陷清理后,采用砂轮打磨渗碳层,并打磨出如图1-2所示坡口:
图1-2 坡口打磨后,检查有无裂纹和其他缺陷再进行焊接。
正确的坡口形式应是如图1-3所示,但由于现场条件,角
向砂轮无法磨出钝边,因此,根据现场需要进行打磨。
图~~~ 由于现场起重吊车端梁开裂焊缝处于仰焊位,见图1-4,焊条处于工件下方,必须进行仰视工件进行焊接,仰焊时熔清复重力作用,铁水易下坠,因此必须选用合适的焊接电流,再加上仰焊和横焊位所处位置与平焊,立焊位不同,根据所需材料焊条直径适用最好不超过φ4mm。
图1-4焊缝焊条 4、焊前准备工作:由于焊缝所处位置处于高空仰焊位,无法将焊缝反变形,就必须将端梁固定,用千斤顶支撑顶住,避免和减小焊后变形。见图1-5
图1-5焊缝连接板盖板中心线千斤顶轨道平台 5、施焊:焊前将焊缝两侧20mm处的油污,铁锈都清理干净,然后根据选用的E5015(J507)焊条Φ4mm调焊接电流。焊接电流对焊缝质量和生产率影响非常大,焊接电流过大,易造成咬边,烧穿、焊瘤;反之,易夹渣、未熔合等,因此根据经验公式计算焊接电流:I=K.d(K为经验系数,一般为30-50,d为焊条直径,mm,如φ4.0mm焊条,如焊平焊位,取K为较大值:4×50(30)=120-150A,横焊和仰焊位,大取较小值,碱性焊条选用电流比酸性焊条小。)
该焊缝所用焊接电流:φ4.0mm焊条 打底层:焊接电流160-180A,断续焊 填充层:焊接电流150-170A,连续焊 盖面层:焊接电流160-165A,连续焊
6、施焊过程中,打底层采用单道断续焊,见图1-6,
图1-6 填充层采用多层连续焊,走月牙成“工”字形;每层焊完后,
将焊道内焊渣清理干净,并用刨锤敲击焊道,经减小焊接应力;盖面层,为防止咳边,电流比填充层电流稍小,用反月牙运条法,在焊缝两边缘稍停留1-2秒,与母材熔合;为防止铁水下垂形成焊瘤,填充层在盖面之前,尽是填充平,再盖面,见图1-7,焊接过程应一次完成,中途最好不停工,焊完后,将焊缝两边飞溅杂物清理干净,焊缝冷却后才将千斤顶拆取。
图1-7 7、焊后检验:焊接完毕,对修补部位进行渗透探伤,合格后进
行试重,经验收后,才可进行使用,渗透探伤分为着色法和荧光法两种,此台起重吊车的端梁下盖板焊缝采用
的是着色法,检查前,先用清洗剂洗净焊接接头表面,经烘干(晾干)后,将渗透剂(红色)喷洒在接头表面上,经一定时间后,用清洗剂洗净渗透剂,然后再喷显像剂(白色),进入缺陷中的渗透剂将使显像剂变为红色,从而确定表面缺陷的部位,形状和大小,这种方法可探测出表面难于用肉眼发现缺陷,经检验后,焊缝合格,吊车投入使
用运行中。
起重设备主要由主梁、端梁和小车、司机室组成,每一条焊缝的质量,对委的使用都起着重大作用,通过制作、焊接,使焊工对焊缝的焊前准备-施焊前检查-清理-施焊-焊后焊缝表面检查-焊缝检验有了进一步了解,对起重设备的制作焊接全过程有了更多的提高和认识。
参考文献:
(1)机械工业出版社《焊接方法与调设备》雷世明主编
《焊接结构生产及设备》周浩森主编
(2)高等教育出版社《金属工艺学》 钧、许德珠主编