焊接部件及其制造方法
【專利摘要】挖掘機等的箱形臂(16)的一側具有樞轉軸線(19)。兩個平板(25、26)閉合箱形部分的鄰近樞轉軸線的底面，并從一側的一對突出部(28、29)橫向焊接到在另一側的對應的一對突出部(28、29)。焊接后，突出部(28、29)被部分地而非全部地移除。
【專利說明】焊接部件及其制造方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種挖掘機的關節(jié)臂的中空鋼制造的焊接部件(具體地堆焊)，以及其制造方法。

【背景技術】
[0002]鋼制造常被應用于制造施工設備等的部件。在升降臂或裝載臂的情況下，制造可包括略呈矩形的箱形部分，該箱形部分結合了樞轉軸并包括通過焊接連接在一起的多個大致平坦的板；這樣的臂既牢固又質量小、慣性小。
[0003]焊接期間必須注意避免出現或產生應力集中，應力集中可導致焊接在使用中失效。特別是電堆焊(electro-deposit1n weld)的開始或結束時可產生大應力,例如兩個板通過橫向焊接部而連接在一起處。
[0004]在這種情況下，常規(guī)的做法是在將要焊接的接頭的端部設置引弧和熄弧特征，通常以板延伸或突起的形式。在突出部上開始并停止焊接，突出部在焊道的任一端，這樣確保了在實質接頭的長度上，焊接質量基本一致。
[0005]焊接完成后，引弧和熄弧特征與堆焊的開始和結束一起通過研磨被移除，從而只留下與各板的縱向邊緣平齊的焊接接頭。這樣，任何潛在的焊接缺陷就從開始和停止位置被移除了，因此提供一致牢固的制造。
[0006]然而，期望的是在這樣的堆焊的開始和結束處進一步降低應力水平，特別是在箱形部分制造的樞轉軸的區(qū)域內進一步降低應力水平。


【發(fā)明內容】

[0007]根據本發(fā)明，提供了一種制造挖掘機的箱形臂的方法，所述臂的兩端之間限定橫向樞轉軸線，所述臂的一側包括大體平坦的板構件，板構件在與所述軸線一致的橫向平面對接，每個板構件的相互鄰近的端部包括相對的橫向突出部，該方法包括:
[0008]使所述板構件橫向焊接在一起，所述焊接從一側的突出部開始，并于相對側的突出部結束，以及
[0009]部分移除兩側的突出部和焊縫。
[0010]這樣制造的臂減小了橫向焊縫每端的應力，并在臂的樞轉區(qū)域提供改進的連接。已經發(fā)現失效之前疲勞循環(huán)的數量因本發(fā)明而實質增加，典型地增加50% -100%。
[0011]突出部優(yōu)選地位于板構件的相互鄰近的端部的邊緣，例如在箱形臂的側邊緣。突出部優(yōu)選地從板構件的側邊緣延伸，最優(yōu)選地在板構件的相互鄰近的端部延伸。突出部可沿平行于所述橫向樞轉軸線的方向伸出，并優(yōu)選只在該方向伸出。每個突出部優(yōu)選與其所伸出的板平齊。
[0012]優(yōu)選連續(xù)堆焊，且板之間的間隙優(yōu)選為敞開的“V”狀，以便容納堆焊焊縫。
[0013]樞轉軸線可由環(huán)形鑄件限定，該鑄件沿著外周邊緣被焊接到臂的側面并焊接到平板構件。這樣的鑄件可限定通孔中的樞轉軸線，并且一個這樣的鑄件通常被設置在箱形部分的每側，使得每個鑄件焊接到兩個平板構件，且平板構件互相焊接。
[0014]在另一方案中，本發(fā)明提供了一種利用本發(fā)明的方法制造的挖掘機的臂，以及一種適配有這樣的臂的挖掘機。本發(fā)明制造的臂可用于具有類似樞轉的臂的其他種類的機械。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]本發(fā)明的其他特征將從以下附圖中僅作為示例而示出的優(yōu)選實施例的描述變得明顯，在附圖中:
[0016]圖1示出了結合本發(fā)明的示例性的挖掘機的側視圖；
[0017]圖2是從一側和上方觀察的結合本發(fā)明的挖掘機的臂的立體圖；
[0018]圖3與圖2對應，示出了從一側和下方觀察的該挖掘機的臂；
[0019]圖4是焊接前的常規(guī)的焊接突出部的局部放大立體圖；
[0020]圖5是焊接完成后的本發(fā)明的局部放大立體圖；
[0021]圖6與圖4對應，示出了焊接接頭的常規(guī)的完成處；
[0022]圖7與圖4對應，示出了橫向焊接前從下方觀察的挖掘機的臂；
[0023]圖8與圖6對應，示出了橫向焊接完成后從下方觀察的本發(fā)明的挖掘機的臂。

【具體實施方式】
[0024]參照圖1，常規(guī)的挖掘機10包括履帶式底盤11，底盤上設有包括駕駛室13和發(fā)動機14的機身12。第一臂15自機身向前伸出并在第一臂上支撐第二樞轉臂16。液壓支柱17控制臂16的樞轉，臂16的自由端載有鏟18。挖掘機的許多特征被省略，特別是第一臂15可相對于機身12上下樞轉，鏟18可相對于第二臂16樞轉。第一臂和第二臂在樞轉軸線19處相連接。
[0025]在圖2和圖3中更加詳細地示出了第二臂，第二臂包括箱形部分，該箱形部分包括兩個側板21、一頂面22和一底面23。典型的第二臂的長度范圍在1.9m到3.0m，但也可長達6m。樞轉軸線區(qū)域的臂的寬度和高度大約為300mm，但可更少或更多。如圖所示，臂朝向其端部逐漸變細，但典型地寬度基本恒定。
[0026]樞轉軸線19由在側板21的相應凹部焊接的一對樞轉鑄件24限定。底面23由在軸線19的任一側延伸的兩個板構件25、26構成。如能夠從圖3看到的，這些板構件在鑄件24的下方橫向對接(如圖中觀察的)，并必須在該交界面焊接在一起，且焊接到側板和樞轉鑄件。如圖所示，平板的夾角為鈍角。
[0027]圖4更詳細地示出了臂16的一側，并示出了樞轉鑄件24和兩個板構件25和26。每個樞轉鑄件24具有圓形凸臺31。交界面包括由每個板構件25、26端部處的倒角所形成的“V”形槽27。眾所周知，這樣的槽適合例如通過電弧焊、MIG(惰性氣體保護焊)或TIG(鎢極氬弧焊)焊接設備的堆焊。
[0028]在橫向槽27的每端，板25、26分別限定構成堆焊的開始和停止表面的突出部或垂片(tab)28、29。焊接前每個突出部約伸出25mm。
[0029]常規(guī)地，焊接完成后，這樣的突出部連同相應的焊縫一起被完全移除，留下平整的加工完成處(finish),如圖6所示，其中示出了焊縫30。
[0030]圖7示出了焊接前從底面觀察的常規(guī)布置。能夠在槽27的任一端清楚地看到突出部28和29。
[0031]圖5和圖8示出了本發(fā)明。焊接后，突出部28、29連同相應的焊縫被部分移除。如圖8所示，剩余的突出部未延伸超過每個樞轉鑄件24上設置的凸臺31。在防腐蝕處理和噴涂之前，突出部可以任何方便的方式減小，例如通過研磨。
[0032]制造方法包括，將兩個樞轉鑄件24與挖掘機臂的側部、頂部和底部放置于夾具中，在縫焊之前預焊各部件。臂的板部件典型地為厚度在4-8mm范圍內的鋼。焊接后，突出部和相關聯(lián)的焊接部分通過研磨被移除，使得例如從焊接部的任一端移除的突出部為10-20mm,并保留5_15mm的突出部。在一個實施例中，25mm的突出部被減到10mm。
【權利要求】
1.一種制造挖掘機的箱形臂的方法，所述臂的兩端之間限定橫向樞轉軸線，所述臂的一側包括大體平坦的板構件，所述板構件在與所述軸線重合的橫向平面處對接，且每個板構件在相互鄰近的端部處包括相對的橫向突出部，該方法包括: 使所述板構件橫向焊接在一起，所述焊接從一側的突出部開始，并于相對側的突出部結束，以及部分地移除兩側的突出部和焊接部。
2.如權利要求1所述的方法，其中，所述橫向焊接的步驟是通過連續(xù)堆焊進行的。
3.如權利要求1或2所述的方法，還包括對所述板構件的相鄰端部進行倒角以為所述橫向焊接提供“V”形槽的預備步驟。
4.如權利要求1到3中任一項所述的方法，其中，所述樞轉軸線由所述臂的任一側的環(huán)形軸承限定，所述軸承橋接所述板構件，所述方法包括使所述軸承焊接于所述板構件的步驟。
5.如權利要求4所述的方法，其中，所述軸線位于所述臂的緊鄰所述板構件的一側。
6.如權利要求4或5所述的方法，其中，每個所述環(huán)形軸承包括與所述軸線同軸的、面向外的圓形凸臺，以及所述突出部被移除以便伸出得少于各相應的凸臺。
7.如任一前述權利要求所述的方法，其中，所述突出部的長度被縮短大約50%-75%。
8.如權利要求1到6中任一項所述的方法，其中，所述突出部的長度被縮短10-20mm。
9.如權利要求1到6中任一項所述的方法，其中，所述突出部被部分地移除后，所述突出部伸出5-15mm。
10.如權利要求1到9中任一項所述的方法，其中，所述部分移除的步驟是通過研磨進行的。
11.一種挖掘機的箱形臂，所述臂由如權利要求1到10中任一項所述的方法制造。
12.一種挖掘機的箱形臂，所述臂的兩端之間限定橫向樞轉軸線，所述臂的一側包括兩個大體平坦的板構件，所述板構件在與所述軸線重合的橫向平面處對接，且每個板構件在相互鄰近的端部處包括相對的橫向突出部，連續(xù)焊縫在所述突出部之間伸出，所述突出部突出10-20mm并具有平整的端面。
13.一種具有如權利要求11或12所述的箱形臂的挖掘機。
14.一種制造挖掘機的箱形臂的方法，大體上如文中參照附圖中的圖5和圖8所描述的。
15.一種箱形臂，大體上如文中參照附圖中的圖5和圖8所描述的。
【文檔編號】B23K9/04GK104416261SQ201410459231
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年9月10日 優(yōu)先權日:2013年9月10日
【發(fā)明者】馬克·卡錫, 戴夫·赫德曼 申請人:J C 班福德挖掘機有限公司