装载机后车架焊接技术焊接参数及焊接操作规范.docx

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装载机后车架焊接技术焊接参数及焊接操作规范

天津滨海职业学院毕业设计（论文）

装载机后车架焊接技术

——焊接参数及焊接操作规范

作者：

院系：

天津滨海职业学院机电工程系

专业：

机电一体化技术

年级：

2010级

学号：

指导教师：

毕业设计任务书

设计题目：

装载机后车架焊接工艺

完成期限：

自2012年11月26日至2013年3月2615日止

一、设计原始依据（资料）

1.Johndeere焊接培训资料

2.杨玉坤，焊接方法与设备。

3.曹朝霞，特种焊接技术。

4.周振丰，焊接冶金与金属焊接性。

5.田锡唐，焊接结构。

二、设计内容和要求

1.设计内容：

1）轮式装载机的结构；

2）轮式装载机后车架的焊接方法；

3）后车架的焊接参数选择；

4）焊接操作以及焊接注意事项。

2.设计要求：

1）选题能够将所学专业知识与顶岗实习实际相结合，真题真做。

2）毕业设计内容要严谨，格式要正确。

3）必须独立完成毕业设计，严禁抄袭。

4）必须在规定的时间内完成指导教师规定的设计任务。

本人签字：

年月日

毕业设计内容摘要

装载机一般分为轮式装载机与履带式装载机，轮式装载机的的结构件主要分为：

动臂、前车架、后车架。

本毕业设计主要论述了轮式装载机后车架的焊接方法，后车架的焊接参数选择，焊接操作以及焊接注意事项。

关键词：

轮式装载机后车架二氧化碳气体保护焊焊接工艺参数焊接操作角焊缝

第一章装载机概述

装载机是一种广泛用于公路、铁路、建筑、水电、港口、矿山等建设工程的土石方施工机械，它主要用于铲装土壤、砂石、石灰、煤炭等散状物料，也可对矿石、硬土等作轻度铲挖作业。

换装不同的辅助工作装置还可进行推土、起重和其他物料如木材的装卸作业。

在道路、特别是在高等级公路施工中，装载机用于路基工程的填挖、沥青混合料和水泥混凝土料场的集料与装料等作业。

此外还可进行推运土壤、刮平地面和牵引其他机械等作业。

由于装载机具有作业速度快、效率高、机动性好、操作轻便等优点，因此它成为工程建设中土石方施工的主要机种之一。

按行走形式分为两种：

履带式装载机和轮式装载机。

一、履带式装载机

履带式装载机的接地比压小，通过性好、重心低、稳定性好、附着力强、牵引力大、比切入力大、速度低、灵活性相对差、成本高、行走时易损坏路面。

图1-1履带式装载机

二、轮式装载机

轮式装载机的质量轻、速度快、机动灵活、效率高、不易损坏路面、接地比压大、通过性差、但被广泛应用。

1-2轮式装载机

第二章轮式装载机的结构

大型结构件是工程机械产品的基础、骨骼。

机械的所有零部件都直接或间接地安装在车架上。

车架承受着整个机械的大部分重量，还要承受各种总成件传来的力和力矩及动载荷的作用，所以焊接技术在结构件中起到了关键性的因素，同时车架应具有足够的强度和刚度，同时质量要尽量小。

目前轮式工程机械的车架结构形式一般可分为整体式车架和铰接式车架两种。

而轮式装载机铰接式结构件分为前车架、动臂、后车架。

一、轮式装载机前车架

轮式装载机前车架是装载机的重要承载部件，属于空间半箱型的对称焊接结构，其主要组成部件有左、右翼箱，翻斗缸座，前板，上横梁，铰接架，下梁和桥安装板等，三维实体模型及其组成部件如图2-1所示。

图2-1轮式装载机前车架的结构

二、轮式装载机动臂

轮式装载机动臂是整个装载机最为受力的部位，属于H形结构大型结构件。

其主要组成部分有拉杆、小侧板、中支撑、大侧板等，如图2-2所示。

图2-2轮式装载机动臂的结构

三、轮式装载机后车架

轮式装载机后车架是发动机放置的位置，其主要组成部分有发动机支座、车锁上脚架、下脚架、大侧板、桥支架，如图2-3所示。

图2-3轮式装载机后车架的结构

第三章轮式装载机后车架的焊接方法

焊接工艺是焊接过程中的一整套技术规定。

包括焊接方法、焊前准备、焊接材料、焊接设备、焊接顺序、焊接操作、工艺参数以及焊后热处理等。

本焊接工艺的适用范围：

1.本标准适用于约翰迪尔天津工程机械厂。

2.本标准为OMS/焊机操作规程/焊机自检表中的焊接参数提供依据。

3.此规范使用与焊接生产以及焊接培训时使用。

第一节装载机后车架的焊接方法

一、二氧化碳气体保护焊的基本原理

二氧化碳气体保护电弧焊（简称CO2焊）是以二氧化碳气为保护气体进行焊接的方法。

（有时采用CO2+Ar的混合气体）。

CO2气体保护电弧焊是利用CO2作为保护气体的熔化极电弧焊方法。

这种方法以CO2气体作为保护介质，使电弧及熔池与周围空气隔离，防止空气中氧、氮、氢对熔滴和熔池金属的有害作用，从而获得优良的机械保护性能。

生产中一般是利用专用的焊枪，形成足够的CO2气体保护层，依靠焊丝与焊件之间的电弧热，进行自动或自半动熔化极气体保护焊接。

二、二氧化碳气体保护焊的特点和适用范围

1.二氧化碳气体保护焊的特点

气体保护焊的优点：

生产效率高、成本低、焊接质量高、焊接变形小、抗锈能力强、应用范围广。

目前存在的缺点：

飞溅大，室外作业遇风时必须遮挡风装置才能施焊。

目前不能焊接宜氧化的有色金属、铝、镁合金。

2.二氧化碳气体保护焊的适用范围

CO2气体保护焊可以焊接碳钢、低合金钢结构、耐热钢、不锈钢及碳钢；可以焊接0.8㎜以上的薄板，可以进行全位置焊接；也可以用于缺陷修补。

三、二氧化碳气体保护焊焊接参数的选择

CO2气体保护焊的工艺参数有焊接电流、电弧电压、焊丝直径、焊丝伸出长度、气体流量等。

在其采用短路过渡焊接时还包括短路电流峰值和短路电流上升速度。

1.焊接电流和电弧电压短路过渡焊接时，焊接电流和电弧电压周期性的变化。

电流和电压表上的数值是其有效值，而不是瞬时值，一定的焊丝直径具有一定的电流调节范围。

2.焊丝伸出长度是指导电嘴端面至工件的距离。

由于CO2焊时选用焊丝较细，焊接电流流经此段所产生的电阻热对焊接过程有很大影响。

生产经验表明，合适的伸出长度应为焊丝直径的10～20倍，一般在5～15mm范围内。

3.气体流量小电流时，气体流量通常为5～15L／min；大电流时，气体流量通常为10～20L／min，并不是流量越大保护效果越好。

气体流量过大时，由于保护气流的紊流度增大，反而会把外界空气卷入焊接区。

4.电源极性CO2气体保护焊一般都采用直流反接，飞溅小，电弧稳定，成形好。

按熔滴过渡形式二氧化碳气体保护焊的工艺参数一般分为两类：

一类是小规范，采用细焊丝、低电压、小电流，产生熔滴短路过渡，具有焊缝美观、飞溅少、热输入量低、变形小，可进行全位置焊接等优点，但熔深浅，多层焊易产生未焊透，故多适用于焊薄板；另一类是大规范，采用大电流、高电压、熔滴呈颗粒状过渡，特点是生产率高，焊缝外形美观，熔深大，飞溅较大，适用于焊接中厚板。

第二节装载机后车架的焊接参数选择

目前轮式装载机，因焊接结构件的变形超差造成的失效已占相当大的比率。

下面主要针对轮式装载机后车架车架焊后变形超差率较高的问题，通过分析该后车架的具体结构形式，制定并采用了合理的焊接工艺，使后车架的焊后变形得到了有效控制。

一、焊接参数要求

1.电压：

19V

2.送丝速度：

430in/min

3.气体流量：

18~20L/min

4.保护气体比例：

90%Ar,10%CO2

5.干伸长度：

10~15mm

6.电极极性：

直流反接

二、焊材使用要求

1.焊丝直径：

1.2mm

2.焊丝品牌：

ESAB或Lincoln

三、点焊要求

点焊焊点尺寸在3~4mm左右，点焊长度30~50mm左右。

锁点间距在30~100,mm左右。

四、防飞溅剂的使用要求

1.使用方法：

将本产品喷涂于飞溅物易散落区，然后施焊。

2.注意事项：

罐内有压力，保存温度不得超过40摄氏度，用后空罐禁止投入火中。

3.清理要求：

焊后及时清理焊道周围的飞溅剂，如用抹布或者启动钢丝刷等工具。

五、防堵膏的使用要求

防堵膏的使用方法：

待焊嘴在热状态下浸蘸防堵膏，使之形成均匀的保护膜即可。

第四章轮式装载机后车架的焊接操作

后车架作为装载机的主要结构件，它的焊接方法决定了整个装载机的精度问题，从而影响整机的性能，轮式装载机后车架的组成主要有：

发动机支座，车锁，上下角，桥支架，邮箱顶板，电池箱，工具箱，大侧板，小耳板，后挡板以及103个装配小件。

后车架大部分为角焊缝，个别有V型坡口对接焊、船型焊。

一、后车架的角焊缝焊接工艺

轮式装载机后车架的角焊缝分为小于5mm、6mm~8mm、10~12mm、14~16mm、18mm、20mm~24mm、25mm。

1.焊角≤5mm

多用于小件的焊接，焊接注意焊道表面以及材料烧熔问题。

对中位置，焊接操作如图4-1。

图4-1焊角≤5mm

2.6mm≤焊角≤8mm

用于打底与总焊连接，注意尺寸问题。

对中位置，焊接操作如图4-2。

图4-26mm≤焊角≤8mm

3.10mm≤焊角≤12mm

后车架大部分用到的焊角尺寸,注意两侧三道时电弧的对中位置，焊接时出现的咬边、气孔、焊瘤、挂枪等问题。

如图4-3。

图4-310mm≤焊角≤12mm

4.14mm≤焊角≤16mm

主要应用于尺寸不够修活中，操作时电弧的对中位置如图4-4。

图4-414mm≤焊角≤16mm

5.焊角=18mm，20mm≤焊角≤24mm，以及焊角=25mm

此类大焊角的尺寸全部用于后车架总焊中，主要的注意问题就是轮滚与尺寸大小。

操作及对中位置如图4-5，4-6，4-7。

图4-5焊角=18mm

图4-620mm≤焊角≤24mm

图4-7焊角=25

二、后车架的船型焊焊接工艺

轮式装载机后车架上下角中的焊接上下板时使用船型焊，船型焊几种常用的焊角尺寸分为：

1）8mm≤焊角≤10mm

2）12mm≤焊角≤16mm

3）焊角=18mm

三、后车架的V型坡口对接焊焊接工艺

V型坡口对接焊主要用于动臂焊接，后车架用于填满焊接。

V型坡口对接焊的焊接流程如下：

1）对接接头：

每层焊缝只有一条焊道时，此时电弧应对准间隙的中心，电弧摆幅较小，摆幅以熔池边缘和坡口边缘相切最好，，此时焊道表面稍下凹，焊趾处圆弧过度最好；若摆幅过大，坡口内侧咬边，容易引起夹渣。

2）最后一层填充层焊缝表面比焊件表面低1.5~2.0mm，不准熔化坡口棱边。

3）焊盖面层时，焊枪摆幅可稍大，保证熔池边缘超过坡口棱边每侧0.5~1.5mm如图4-9所示。

图4-8每层一条焊道时电弧的对中位置和摆幅

a）摆幅合适b）摆幅过大两侧咬边

图4-9盖面层焊道的摆幅

4）每层有两层焊道时，电弧的对中位置和摆幅如图4-10所示。

图4-10每层有两层焊道时，电弧的对中位置和摆幅

5）每层有3条焊道时，电弧的对中位置和摆幅如图4-11所示。

图4-11每层有3条焊道时，电弧的对中位置和摆幅

第五章轮式装载机后车架的焊接注意事项

在后车架焊接过程中，会出现气孔、夹渣、挂枪等问题。

针对此类问题要注意以下几点。

一、焊前清理

焊缝附近有污物时，会严重影响焊接质量。

焊前应将坡口周围10~20mm范围内的油污、油漆、铁锈、氧化皮及其他污物清除干净。

为了去除氧化皮、水分和油类，目前工厂常用的方法是用氧乙炔火焰烘烤。

二、引弧

半自动CO2焊时，通常采用“短路引弧”法。

引弧后焊工应迅速调整焊枪位置、焊枪角度，注意保持焊枪到焊件的距离如图5-1所示

图5-1引弧操作

三、收弧

焊道收尾处往往出现凹陷，它被称为弧坑。

CO2焊比一般焊条电弧焊用的焊接电流大，所以弧坑也大。

弧坑处易产生火口裂纹及缩孔等缺陷。

为此，应设法减小弧坑尺寸。

填充弧坑电流一般只为焊接电流的50~60％，易填满弧坑在熔池未凝固之时，应在反复断弧、引弧几次，直至弧坑填满。

收弧时不能抬高喷嘴，即使弧坑已填满，电弧已熄灭，也要让焊枪在弧坑处停留几秒钟后才能移开。

若收弧时抬高焊枪，则容易因保护不良引起缺陷。

四、结论

最后注意焊接尺寸问题与焊接变形。

后车架焊接主要尺寸如图5-2所示。

图5-2后车架焊接主要尺寸

参考文献

1.杨玉坤：

焊接方法与设备，中南大学出版社，2010

2.曹朝霞：

特种焊接技术，北京：

机械工业出版社，2004

3.周振丰：

焊接冶金与金属焊接性，北京：

机械工业出版社，2000

4.田锡唐：

焊接结构，北京：

机械工业出版社，1999

5.Johndeere焊接培训资料