浅析半挂车车架的主要焊接缺陷及质量控制

解决方案　工艺，工装，檬县，诠断，植测，维蝽，改造瓣瓣　麓　浅析半挂车车架的主要焊接缺陷及质量控制　杜文学　（滁州兴扬汽车有限公司，安徽滁州２３９０６４　摘要：分析了半挂车车架焊接过程中产生的主要缺陷的成因以及对车架性能的影响，从而据此采用相关方法对焊接　质量进行有效控制。　关键词：焊接缺陷；质量控制　中图分类号：ＴＧ　４４１．７　文献标志码：Ｂ　文章编号：１００２—２３３３（２０１４）０１—０１７９—０２　０引　言　而形成内部心力集中而残存，Ⅲ时也Ｉ　其释放而促使构　１）焊接残余心力和变形的成闪、半　零Ｎ￣＇／＇－Ｉ：Ｉ＇Ｙ－接过　半挂车牟架焊接缺陷是整车焊接结构最严重的　Ｔ　艺　件变形　缺陷之　，会商接影ＩＩＩ￣Ｎ半挂车骼乍的产　质量，甚至会　致突发性交通事故，ｌ　此有必要对半持车焊接缺陷进　行分析研究一　程是一个不均匀加热和冷却的过程，　施焊时．焊件Ｉ－ｐ：生　小均匀的温度场，焊缝及其附近温度最高，口Ｊ．达ｌ　６００　以｝二，而邻近区域温度则急刷下降，这样　均匀的孙　度场　产生不均匀的膨胀，温度高的钢材膨Ｈ长火，但受到两侧温　度较低、膨胀量较小的钢材所限制，产ｑ　热　』　缩，同　时焊缝冷却时．被　性乐缩的焊缝区趋　Ｆ缩　．　受到　两侧钢材Ｉｌ￣Ｅ＇，ｔｉ０．以及后焊焊缝的收缩受到已凝ｌｄｉｌ的焊缝　限制．从而ｆ“现内部心力。　焊接过　中，ｍ　ｆ不均匀的　加热及冷却，使构件　纵向和横向收缩，导致构件产生鼓　半拌车，　：，｛！焊接缺陷卜ｊ焊接过程的冶金　素和使用过　程中的力学　索有很大的关系．所以缺陷的形态与制造及使　用过程中其，　！ｔ－的条件之问有直接的联系，从焊接的形态、　起源　ｊ扩展及影响　素等进－ｔ　深入分析，对防止半挂车焊接　缺陷徊保ｉｉＥ＇ｆ￣：ｔ：ｔｉ车结构的质量稳定性是十分重要的。　ｌ焊接缺陷　，．，形状缺陷　肜状缺陷，即构ｆ＇ｔ－：ｔ＇Ｙ．接中的物理结构残缺，它包括：　曲、弯曲、　曲和扭转等变形　２）焊接残余心力和变形对结构　作　能的影响、　『｛ｌ　裂纹、彳Ｌ八、　Ｉ体夹杂、末熔合和未焊透等一系列因素，其　中裂纹是半摊乍焊接　嘤缺陷、　１）焊接裂纹成　导致裂纹产生的原因是多方而的，　于残余应力的存在，降低结构的刚度，住外力作川１＂－变形　将会加大：对低温冷脆影响极人，使裂纹容易发　和发　展；焊缝及其附近的丰体金属残余　力通常接近铡材的　服点，此部位正是形成和发展疲劳裂纹最为敞感的　域，明显影响结构的疲劳强度　要体现住焊接过程中Ｊ虻生的力学因素和冶金因素两方　、裂纹　：ｑ三的力学　素主要为拘束应力．半挂车各部件　焊接过程中ｍ于焊缝哉而远小于构件的截而，而且各部　形将集中　敝　比母材小很多并　变形相对容易的焊接　大．造成焊接裂纹的危险性也越火　２）对结　最危险的缺陷．破坏书放大部分都是ｍ焊接裂纹所引起　件形状大小不一，焊缝错综复杂，Ｌ大】此拘束成力和拘束变　２焊接质量控制　半挂车生产要求令而焊接质量控制，即　求广：品从　内，拘束俊越大，焊接区域承受的拘束应力和应变越　设汁、制造、一直到…厂后的销僻服务等所有环１，都要实　行焊接质量保ｉ止卞¨质　控制，　挂车焊接质撤的控制包　的焊接技术，目的是捩得无缺陷的半摊４　焊接结构，满足　设计和施＿Ｉ　至关重要　２．，　结构设计　能的影响一半挂车车架裂纹是整个车体　括完善企业技术装　、提高操作人员的素质及严卡｝｝管娜　的，　危害是减少了焊接接头的ｒ　作截面，冈而降低了焊　半挂车焊接Ｊ忙品　实际使用过　中的婴求，特｝；ｆＪ足焊接　接结构的承裁能力，构成严重的　力集中．降低了结构的　抗疲劳强度、　朴牟的Ｉ　作环境复杂，表面裂纹能藏污纳　垢．从而　易造成或『ＪＩｌ速结构的椅蚀．而使部件断裂　、　１．２焊接残余应力和变形　作为半挂车焊接结构的设计，必须弩虑５Ｊ－ｔｆ．ｔ　具体　结构形式、技术殷制造条件，除此之外还心该考虑材料的　ｒ和形　焊接残余Ｊ　力和变形是因焊接过程中ｌ　材料热变形　焊接性能和焊接接头的分　合理的选择焊缝的尺、…于采川巧头结构．大大减小ｒ切削中的振动，使得　该刀具使用费用　ｍ下采刚机火，Ｊ片ＪＩ！』式．　｛　磨损崩刃后，只需更　（编辑黄获）　．切ｉＪｉｌＪ、　稳．／ｆ　仅提岛ｒ　Ｊ具使』１］￣ｆ－命，也改善了加１　效　果换新的　Ｊ片【！ＩＪＩ　Ｔ，避免ｒ刀　祭体报废状　，大火１７约了　作者简介：杨艳（１９６Ｉ－），女，工程师，主要从事汽轮机产品质量管理　及工艺、工装设计与研究工作　收稿日期：２０１３－１２—０５　机械工程师２０１４年第１期　１　７９　解决方案　爨工艺，工装，穗具／诌断，趁Ｉｔｌ／槛铬／　造　式，在保证结构的承载能力的条件下，设计时应该尽量采　和行走速度，采用合理的施焊次序和方向，对于大的部件　用较小的焊缝尺寸，因为焊缝尺寸大，不但焊接量大．焊缝　焊接可采用反变形法，焊后由于本身的收缩变形，恰好达　的焊接应力和变形也大；合理安排焊缝的位置，以避免焊　到所需要的正常状态，工字钢等重要受力件在焊接前叮　缝的过分集中和交叉，尽量减少不必要的焊缝；充分考虑　保证焊接１一艺的可实施性，各种检测的可行性，焊接变形　是否易于控制．焊接操作是否方便、安伞，能否保证焊接质　量。必须设计合理的接头形式，其几何形状应该尽可能不　干扰应力分布，尽町能避免截面上有突变的的接头，尽量　避免在有应力叠加或应力集中的区域内布置焊缝。　２．２母材与焊接材料　采用预热，就是在焊接前把焊件整体加热到合适的温度，　从而减小焊件施焊部位　其它部位的温度差，预热温度　为２００～２５０　ｃｌＣ左右　对焊后零件设法保温（如置于石棉灰　或生石灰粉中），让焊件缓慢冷却，以消除内成力，在　宁　钢焊接后不要急于清理焊剂，以保温一段时问。采用合珲　的施焊次序，如分段逆向对称法，对于较长的纵梁和横梁　的焊缝，将焊缝分成若干对称小段，标明次序，由两侧向　中心施焊，或中心向两侧施焊。要根据焊缝长短选用分段　１）母材的选用。焊接结构件的选材，应该根据其使用　性能、焊接工艺性能和经济性三个条件进行，具体的选材　焊或间跳焊，对于其余各小段的焊接，可按首尾相接的方　原则为：（１）在满足技术要求的前提下，应该尽量选用强　法进　／－，先焊短的，后焊长的；先焊壁厚的后焊壁薄的；允　度级别较低的材料；（２）根据结构的使用条件，尽量选用　焊主焊缝后焊次要焊缝；先焊对称部位焊缝后焊非对称　汽车专　用的板材；（３）在焊接工艺不能改变的条件下，　尽量选用焊接性能好的材料；针对以上原则．半挂车的材　荩本满足使用要求。　２）焊接材料。半挂车焊接时主要根据母材的性能、接　“等强ｐｔ配原则”选择焊条的强度级别，次要件选用酸性　焊条Ｊ４２２，而重要件选用碱性焊条Ｊ５Ｏ６。　２．３焊接方法和工艺　焊缝，先焊收缩量大的焊缝后焊收缩量小的焊缝，先焊对　接焊缝后焊角焊缝等。　在焊装完］　后，冈形状因素、残余应力和变形而导　致半挂车相关部件疲劳断裂，为此需要进行焊后处理　物，必要时应对焊缝进行局部修整。通过机械处理，以改　料基本Ｊ：选用低合金高强板１　６Ｍｎ，和普通碳素钢Ｑ２３５，　２．４焊后处理　头的方式和工作条件选择焊条，半挂车焊接主要是按照　焊后应仔细清理焊件表而的焊渣、焊瘤飞溅物及其他污　变和改善残余应力的分布来减少南焊接引起的应力集　中，首先焊缝处在赤热状态时，用小手锤敲打焊缝，以抵　消焊缝金属及热影响区金属的收缩力，从而减小或消除　向锤击，使焊缝金属尽可能横向伸展。并且锤击要稠密、　焊接接头的施焊位置、焊接方法和焊接材料都对焊　的焊接疗法和　岂是直接关系到整个半挂车焊接质量的　重要　素　接后的材料性能产生较大的影响，所以正确地采用相应　内应力、减小或矫正变形，锤击时尽可能地向焊缝的横　轻快而均匀。其次，采用施力矫正，就是一般利用千斤顶　之类的一些专用设备设法造成新的变形来补偿抵消已　经发生的变形。加热矫正，选择适当部位加热到一定的　１）焊接方法的选择。技术水平、生产设备、材料消耗　均影响焊接方法的选用，半挂车生产中，选择焊接方法虚　该住保证半挂车产品质量的前提下以及能满足生产需要　的情况下，应该尽量选用要求技术水平低、生产设备简　、温度，通常达到６００～８００　ｏＣ后冷却退火，以减少残余脚　力，防止裂纹产生。同时也可以利用不均匀的加热使结　构局部获得反向变形来改善原来的焊接变形　也应当注　意，改善某项性能的焊后处理措施可能对另一　能产乍　有害的影响。　３结论　成本低和材料消耗少的焊接方法，以提高经济效益。　、　挂车结构较复杂，焊缝长、大，工字钢应该采用埋弧自　动焊，其他横梁等短焊缝选用手二［　电弧焊，一般小件采用　气体保护焊。　２）焊接施ｌ　ｌ的控制。正确的焊接结构设计‘、合理的焊　焊接Ｔ　艺和生产１　艺规程，以便保证焊接质量。　油污、｝ｆ｝ｉ脂、氧化物或其它杂质存在，在用除油剂除去油　通过介绍焊接裂纹、焊接残余应力和变形产生原　质量，避免焊接缺陷，科学设计施１－一ｒ　艺，加强焊接全过　量受控状态。　［参考文献］　［１　Ｊ李亚江．焊接组织性能　ｊ质最控制［Ｍ　Ｊ．北京：化学ｌ　＂．　ｔｆ．１版｝｝：，　２００５．　接Ｔ　艺，都要通过施Ｔ来实现，因此要求施工者严格执行　和影响。依据半拌车制造一ｒ程的实际情况，为ｒ保证焊缝　（１）母材。施焊前，距焊缝坡ｆ＝Ｊ＝　２５　ｍｍ区域内不得有　程的控制，使半挂车从制作开始到安装验收完伞处于质　污、油脂后，用清水或用化１　试剂彻底擦洗；邻近焊缝的　材料的表而应有适当的保护措施，以防止焊接过程中的　溅或其它物件沾污或擦伤本体表面；所有对接焊缝的　两端　装有引、熄弧板；所有对接焊缝坡ｆ］深度较大的一　面均应先焊　２ｊ金属机械件能编写组．金属机械性能ｌＭｊ．北京：机械ｒ业出版　｝｛：，１９８２．　［３］　｛　寤玲．焊接质缝　焊条使川【Ｍｊ１］Ｅ京：罔防、　…叛　，１９９４　（编辑明　涛）　（２）焊接材料．．为确保焊接质量，焊条在使用前应该进　行烘干（焊条说明书中声明不需要烘干或不能进行烘干的　焊条例外），且焊条一般应陔随烘随用，焊条不能重复烘。　（３）焊接１　艺．根据没计要求，选择合适的焊接电流　作者简介：杜文学（１９７ｏ＿＿），男，工程师，从事专用汽车研发工作　收稿日期：２０ｌ３一ｌ１—０ｌ　１　８Ｏ　机械工程师２０１４年第１期