本發(fā)明屬于機(jī)械及焊接
技術(shù)領(lǐng)域：
，涉及一種以裝載機(jī)前車架的典型焊縫為研究對(duì)象的自動(dòng)化焊接工藝。
背景技術(shù)：
：裝載機(jī)是一種非常常見的工程機(jī)械，主要用于裝卸散料和鏟掘工作，在礦山、建筑、公路、鐵道、水電等國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門廣泛應(yīng)用。目前，隨著國(guó)內(nèi)基礎(chǔ)建設(shè)規(guī)模不斷加大，機(jī)械化程度不斷提高，效益意識(shí)不斷增強(qiáng)，市場(chǎng)也對(duì)裝載機(jī)提出了更高的要求。惡劣的作業(yè)環(huán)境對(duì)裝載機(jī)鏟斗的作業(yè)負(fù)荷、變速箱傳動(dòng)的可靠性、油品清潔程度、粉塵過(guò)濾效果、駕駛操作舒適程度等都提出了嚴(yán)格的要求。如何實(shí)現(xiàn)這些指標(biāo)對(duì)于裝載機(jī)產(chǎn)品的整機(jī)作業(yè)性能都將是嚴(yán)峻的考驗(yàn)。輪式裝載機(jī)前車架是裝載機(jī)工作裝置的基礎(chǔ)部件，前車架的結(jié)構(gòu)起到鉸接后車架、連接前驅(qū)動(dòng)橋以及承載工作裝置的作用，其強(qiáng)度、剛度直接影響著整機(jī)的使用效果。前車架具有載重大、形式復(fù)雜、使用過(guò)程中承受較大幅度的疲勞荷載等特點(diǎn)，焊縫接頭形式多、長(zhǎng)度長(zhǎng)，焊接質(zhì)量對(duì)前車架結(jié)構(gòu)質(zhì)量影響很大，因此，應(yīng)嚴(yán)格控制焊接接頭的焊接質(zhì)量。普通人工焊接的特點(diǎn)是工藝因素復(fù)雜、勞動(dòng)強(qiáng)度大、勞動(dòng)環(huán)境差、生產(chǎn)周期長(zhǎng)，焊縫接頭質(zhì)量與操作者的技能、技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)息息相關(guān)，同時(shí)操作者的情緒及身體狀況也影響著焊接接頭的質(zhì)量。隨著電子、計(jì)算機(jī)、數(shù)控及機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化焊接不僅擺脫了常規(guī)人工焊接的弊端，而且還會(huì)帶來(lái)許多的新的優(yōu)勢(shì)。自動(dòng)化焊接主要優(yōu)點(diǎn)如下：焊接過(guò)程穩(wěn)定，焊接質(zhì)量高，焊接過(guò)程重復(fù)性強(qiáng)；可以連續(xù)生產(chǎn)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；可在有害環(huán)境下工作，改善工人勞動(dòng)條件，降低勞動(dòng)強(qiáng)度；對(duì)工人操作技術(shù)的要求降低；縮短產(chǎn)品改型換代的準(zhǔn)備周期，減少相應(yīng)設(shè)備的投資；生產(chǎn)周期明確可控。各領(lǐng)域中對(duì)焊接機(jī)器人的需求不斷加強(qiáng)。自動(dòng)化焊接技術(shù)對(duì)于提高焊接接頭品質(zhì)、保證焊縫質(zhì)量穩(wěn)定性具有非常重要的意義，正越來(lái)越廣泛的應(yīng)用在工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域。本發(fā)明期望解決某裝載機(jī)廠焊接前車架時(shí)焊接參數(shù)的選擇與優(yōu)化問(wèn)題。將可選參數(shù)充分組合，通過(guò)各組焊接參數(shù)下試樣的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比，找出最優(yōu)化的焊接參數(shù)，指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明公開了一種以裝載機(jī)前車架的典型焊縫的自動(dòng)化焊接工藝，以解決上述
背景技術(shù)：
中的問(wèn)題。本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：①材料采用焊接性能良好的Q345B鋼板，鋼板厚度選取與前車架結(jié)合非常緊密、使用量非常多的12mm厚鋼板。參考國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T25774.3-2010《焊接材料的檢驗(yàn)第3部分：T型接頭角焊縫試樣的制備及檢驗(yàn)》，經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)與估算，400mm長(zhǎng)焊縫足夠排除焊接缺陷后取樣所用。試板尺寸：400mm×100mm×12mm和100mm×100mm×12mm。與前車架實(shí)際情況緊密結(jié)合，采用T形角焊縫形式，不開坡口，單道焊縫，單邊焊接，具體尺寸樣式見圖1。②采用熔化極活性氣體保護(hù)MAG焊，機(jī)器人自動(dòng)化焊接技術(shù)，焊絲為低合金鋼氣體保護(hù)焊絲ER50-6型焊絲，焊絲直徑為Φ1.2mm。保護(hù)氣體成分為80%Ar+20%CO2二元混合保護(hù)氣（體積分?jǐn)?shù)），氣體流量為21.5L/min。③焊接采用船形位置焊接，其優(yōu)點(diǎn)在于：船形焊相當(dāng)于開90°角Y形坡口內(nèi)的水平對(duì)接焊，焊后焊縫成形光滑美觀，一次焊成的焊腳尺寸范圍較寬，對(duì)焊工的操作技能要求也較低，一次焊成的焊縫凹度較大。調(diào)節(jié)α、β角即可調(diào)節(jié)底板和腹板內(nèi)熔合面積的分配比例。船形示意圖如圖2所示。④結(jié)合前車架實(shí)際情況，以船形位置8mm焊腳焊接為例，方案采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，以達(dá)到最好的試驗(yàn)選擇效果。送絲速度分別取9/11/13m/min，干伸長(zhǎng)分別取16/20/24mm。用正交實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)則為L(zhǎng)9(32)。所得9組試驗(yàn)參數(shù)組合分別命名為C8-*，其中C代表船形位置焊接，8代表8mm焊縫，*代表1~9號(hào)試樣。船形位置8mm焊腳焊縫的焊接試驗(yàn)合在一起稱為C8試驗(yàn)。設(shè)計(jì)方案見表1。表1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案通過(guò)方案結(jié)果，評(píng)價(jià)工程中12mm厚Q345B鋼板的單面T形角焊縫焊接在8mm焊腳船形位置焊接時(shí)的焊接工藝，并選出性能比較優(yōu)異的參數(shù)組合，用來(lái)指導(dǎo)生產(chǎn)。具體實(shí)施方式裝載機(jī)前車架的典型焊縫的自動(dòng)化焊接工藝。（1）焊件加工，將12mm厚Q345B鋼材切割成400mm×100mm×12mm和100mm×100mm×12mm尺寸的樣板兩塊。（2）與前車架實(shí)際情況緊密結(jié)合，采用T形角焊縫形式，不開坡口，單道焊縫，單邊焊接。使用磨光機(jī)和砂紙將焊接位置兩側(cè)的20mm范圍內(nèi)的金屬打磨干凈，去除表面的油污、水銹和氧化皮。用酒精擦洗干凈，晾干。（3）確定焊接變量參數(shù)，如表1所示。（4）將焊件預(yù)熱150℃后采用船形位置焊接。（5）焊后對(duì)焊縫進(jìn)行宏觀質(zhì)量檢驗(yàn)。（6）焊縫力學(xué)性能檢驗(yàn)，主要檢驗(yàn)包括拉伸試驗(yàn)、沖擊試驗(yàn)。具體檢驗(yàn)效果如下述：①試樣的制備焊接接頭拉伸試驗(yàn)在CSS-44300型電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行拉伸試驗(yàn)。母材焊接面應(yīng)去除氧化皮、銹蝕、及其他缺陷。拉伸試樣的尺寸應(yīng)統(tǒng)一，下試板截取110mm，上試板截取100mm，焊接方向取15mm厚度，上試板位于下試板中心部位，具體尺寸如圖2所示。拉伸時(shí)使用特制的拉伸夾具夾持，要求上試板位于夾具中心線上，左右對(duì)稱；拉伸夾具需要有足夠的硬度與強(qiáng)度。硬度試驗(yàn)參照GB/T2654-2008《焊接接頭硬度試驗(yàn)方法》的要求進(jìn)行。焊后將試件置于通風(fēng)處自然冷卻12小時(shí)，用線切割方法在焊縫每側(cè)各30mm處切割出試樣。試樣應(yīng)完全包括焊縫、熱影響區(qū)和部分未產(chǎn)生變化的母材。試樣應(yīng)經(jīng)過(guò)砂輪機(jī)粗磨、砂紙磨光、機(jī)械拋光并腐蝕后進(jìn)行顯微硬度觀察。②試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果焊接接頭各區(qū)域的顯微硬度值(HV)見表2.。母材硬度220HV。表2試樣各區(qū)域顯微硬度值編號(hào)焊縫區(qū)過(guò)熱區(qū)正火區(qū)C8-1263240236C8-2247237228C8-3256262242C8-4257263243C8-5252257235C8-6254255233C8-7247248232C8-8248243233C8-9257245233由表中可以看出，焊縫區(qū)硬度最大，過(guò)熱區(qū)比焊縫區(qū)硬度略低，但兩者相差不大，均遠(yuǎn)大于母材的硬度。正火區(qū)硬度比母材稍高，這是由于此區(qū)晶粒細(xì)化的緣故。還可看出，C8-3、C8-4、C8-5、C8-6號(hào)試樣各區(qū)的硬度均比其它試樣高。C8-4號(hào)試樣的硬度值最大，而C8-2，C8-7，C8-8號(hào)試樣的硬度值小。將斷裂力數(shù)據(jù)匯總后，繪制成如圖3所示數(shù)據(jù)圖。由于拉伸試樣的尺寸一致，所以可以直接使用斷裂力比較它們的承載能力。由圖可見，C8-2號(hào)試樣的斷裂力最大，為74.4kN；而C8-6號(hào)試樣的斷裂力最小，為45.1kN。強(qiáng)度從高到低依次是C8-2，C8-3，C8-8，C8-4，C8-9，C8-7，C8-5，C8-1，C8-6號(hào)試樣。這說(shuō)明，C8-6號(hào)試樣的承載能力最弱，C8-2號(hào)試樣的承載能力最強(qiáng)。還應(yīng)說(shuō)明，C8-2號(hào)試樣其實(shí)并未被拉斷，而是在下試板的焊縫根部產(chǎn)生開裂。下試板產(chǎn)生斷裂，說(shuō)明C8-2號(hào)試樣焊接接頭結(jié)構(gòu)的承載能力較大，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大。最后說(shuō)明：以上僅為本發(fā)明的實(shí)例而已，并通過(guò)實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的人員來(lái)說(shuō)，凡對(duì)本發(fā)明做出簡(jiǎn)單修改、等同替換與改進(jìn)，均應(yīng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。附圖說(shuō)明 圖1是T形角焊縫尺寸樣式圖。圖中數(shù)字單位均為mm。圖2是船形位置示意圖圖。圖3是拉伸斷裂力數(shù)據(jù)圖。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3