伸縮臂焊接工藝的探究

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1、伸縮臂焊接工藝的探究【摘要】本文對承受載荷較大、設(shè)計和裝配精度要求較高的關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了工藝分析，提出了解決T形拼接結(jié)構(gòu)件控制焊接變形的方法?！娟P(guān)鍵詞】拼接；焊接工藝；焊接變形1、伸縮臂結(jié)構(gòu)與焊接工藝分析伸縮臂總體結(jié)構(gòu)為T形梁結(jié)構(gòu)，由于結(jié)構(gòu)上焊縫布置不對稱，因為不均勻加熱和冷卻，焊縫的縱向收縮或橫向收縮所產(chǎn)生焊后兩端翹起的變形，即產(chǎn)生彎曲變形；同時因為在制造過程中受成型設(shè)備限制而采用拼接形式，造成焊縫增多，拼接時焊縫剛性不足，焊接變形量大，不易控制的問題進(jìn)行工藝分析，提出了解決焊接變形的控制方法。（1）伸縮臂

2、組成主要包扌舌：堵板（件1）、U型板（件2）、蓋板（件3）等，總長度超過4m,伸縮臂結(jié)構(gòu)主要由以上兒種零件焊接而成（如圖1所示），焊接后因外形長度方向的各個平面尺寸不易通過機械加工來實現(xiàn)，同時由于它的工作狀態(tài)要求在另一零件腔體內(nèi)往復(fù)運動時不得有卡滯現(xiàn)象，而且與另一零件的四處內(nèi)壁的裝配間隙尺寸非常小，這就要求U型板與蓋板的截面尺寸和直線度制造精度要求較高，既U型板與蓋板的截面尺寸中中心線嚴(yán)格對齊、長度方向要保證圖中所示尺寸公差要求。所以生產(chǎn)中采取合理的焊接丁藝方法防止焊接變形顯得【分重要。（2）U型板成型工藝分析

3、雖然U型板的成型盡可能的選擇一次成型，但是由于U型板所選材料屈服極限高、端部的寬高比較小，零件總長度超過4m,在實際生產(chǎn)中考慮產(chǎn)品批量、模具設(shè)計制造條件選擇兩次V型折彎成型，現(xiàn)有數(shù)控折彎設(shè)備在成型加工過程屮U型板的最高端容易與上壓彎模具產(chǎn)生干涉而無法達(dá)到設(shè)計圖樣需耍的外形尺寸，所以需要將U型板分段折彎后進(jìn)行拼焊，為保證伸縮臂的強度和剛度，控制裝配尺寸及減小焊接變形，保證焊后產(chǎn)品質(zhì)量符合設(shè)計圖樣要求，又能有良好的焊接性能，將u型零件分三段下料，即拆分為一件兩端対稱等高的小u形板件和兩件尺寸大小相同的耳板零件，分段

4、拼焊的位置如圖1所示，拼焊位置定于彎臂處，這樣使拆分成的小U型板在保證長度方向直邊高度尺寸在進(jìn)行機械加工時有良好的加工工藝性。(3)坡口的準(zhǔn)備拼焊的位置確定后，就需要考慮確定拼接處坡口形式，一般來說，結(jié)構(gòu)焊縫長度越長，坡口角度越大，坡口的根部間隙越大，產(chǎn)生的變形就越大?？紤]保證電焊操作工施焊方便和結(jié)構(gòu)的強度要求，U型板的厚度為12mm,板厚相對較薄，易采用V形坡口。將V型坡口加工方向向外，因為零件整體強度和剛度需要保證焊透，因此焊接時焊縫要求質(zhì)量較高，如果根部未完全熔透，坡口背面焊道成形不良，在未熔合夾渣等缺陷

5、處會引起應(yīng)力集屮，降低焊接強度，縮短使用壽命。通過焊接試驗，坡口角度為50°,組對留間隙3mm,坡口的鈍邊為2mm,組對錯邊量^0.2mm,其坡口形式如圖1所示，通過機械加工把三件零件拼焊處加工成V形坡口，為了避免影響組對間隙及尺寸，機加工結(jié)束后應(yīng)使用鋰刀去除坡口部位的尖角和毛刺,2、組對、焊接工藝分析伸縮臂的焊縫包括需要拼接的u型板焊縫集中在零件中性軸一側(cè)，焊縫較多，焊接時會產(chǎn)生較大的焊接應(yīng)力，如圖1屮所示。由于焊件不均勻的忌部加熱和冷卻，因此焊縫的縱向和橫向收縮容易引起彎曲變形，為避免焊接時尤其是耳板與u型

6、板拼焊時產(chǎn)生錯邊，影響拼接后零件的平面度和平行度要求，為保證零件尺寸精度，合理的工藝規(guī)程設(shè)計及焊接工裝夾具設(shè)計對于保證零件的加工精度，縮短輔助時間，提高勞動生產(chǎn)率，降低牛產(chǎn)成本，以及減輕工人的勞動強度和降低對工人的技術(shù)要求冇著十分重耍的意義。主要采取以下工藝措施：制作專用組裝、焊接工裝夾具，利用剛性夾具和輔助支撐減少焊接變形；合理安排焊接組裝順序及焊接順序；焊接工藝規(guī)程的優(yōu)化；焊后對彎曲變形部位進(jìn)行矯直工藝措施。(1)專用組裝、焊接工裝設(shè)計與使用在零件的焊接過程中，為防止焊接變形使用剛性夾具十分重耍。零件的加工

7、質(zhì)量與加工工藝、正確的定位及焊接夾具有著直接的關(guān)系，首先對該零件的結(jié)構(gòu)及焊接變形進(jìn)行了分析，根據(jù)伸縮臂的變形、受力情況，合理設(shè)置壓緊點，減小焊接變形。在此基礎(chǔ)上對專用工裝夾具進(jìn)行設(shè)計，確保方便實用可靠，保證零件焊接質(zhì)量。焊接組對、焊接工裝主要由平臺、肓介定位靠鐵、夾緊用楔鐵、壓緊螺栓、定位心軸等零件組成，通過基準(zhǔn)轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)工件在其上的精確定位和對變形的控制。焊后松開螺栓，即可方便卸下，取出零件。(2)焊接組對順序焊接組對順序：先將拆分后的小U型板與件2蓋板組對、焊接；再進(jìn)行耳板與組件1之間拼接。小u型板與件2蓋

8、板組對、焊接：劃線易出現(xiàn)尺寸超差、足位不可靠、效率低等問題。通過組裝工裝，轉(zhuǎn)化了工藝基準(zhǔn)，降低了組裝難度，保證兩組件的中心在長度方向能夠?qū)R。將蓋板組件、小u型板按示意圖2依次放在焊接組對工裝上，用壓緊螺栓、楔鐵調(diào)整彎板與靠鐵、擋板（工藝擋鐵控制）貼緊，固定在焊接夾具中，先進(jìn)行定位焊，利于減少焊接變形。檢驗小u形板兩平行平面平行度，開描尺寸正確后對稱點焊牢固。在壓緊狀態(tài)焊成兩條縱縫。我