1.1 变形问题
以某品牌型号303.5的挖掘机动臂焊接变形为例进行分析，根本原因是角焊缝选择使用了二氧化碳气体保护焊，并且在焊接的过程中受焊接应力影响，使动臂两端发生变形且扭曲，导致动臂螺孔与插孔在平面中引发误差位移的情况。在此基础上，动臂板的开档尺寸会出现位移，如果位移超出生产规范限定的范围，就会被认定成次品。
1.2 裂纹问题
以某品牌型号305.5的挖掘机焊接变形问题进行分析，根本原因是挖掘机的焊缝数量较多，主要有前后侧板、上下盖板、盖板和侧板等焊接缝。但因为箱型梁的断面封闭，所以刚性相对较大，焊缝也十分密集，在焊接后必然会形成温度不均匀分布的情况，使钢材焊接过程中残余应力较大而形成大量的裂纹。
2 动臂焊接工艺
2.1 焊前准备
（1）焊前将零部件的待焊区打磨、除锈，打磨的范围为距坡口两侧各50mm的区域。（2）动臂组对：吊装动臂后座和前叉→装动臂下盖板→装动臂左右侧板→装中轴座→焊接动臂内部焊缝→装上盖板→装上耳板→点固焊动臂。动臂组对采取液压组对工装进行，以确保组对尺寸正确，产品的一致性好，提高生产效率。
2.2 焊接工艺试验
（1）焊接材料选取锦泰焊接材料有限公司生产的准1．2mm的ER70S－3型焊丝，焊接采用CO2气体保护焊，CO2气体纯度不得低于99．5％（体积法），其水含量不得大于0．005％（重力法）。试验基材为14mm厚的Q345B钢板，其化学成分符合GB/T1591—2008《低合金高强度钢》中的有关规定。（2）施焊设备采用松下公司生产的YD－500ER形CO2焊机，符合GB/T8118—1995《电弧焊机》的有关规定。③焊接坡口采用Y形坡口，坡口处用直条切割机或半自动切割机切割，钢板表面和切口不允许存在裂纹、夹杂、分层、氧化皮、超过允许偏差的麻点、压痕和麻纹等。
2.3 试验结果
（1）外观检查3个试件焊缝余高为1~2mm，焊缝及热影响区表面无裂纹、未熔合、夹渣、弧坑及气孔等缺陷，咬边深度最大0．3mm，符合DL/T868—2004《焊接工艺评定规程》中的相应要求。（2）射线探伤3个试件经射线探伤，均为Ⅰ级，符合DL/T868—2004《焊接工艺评定规程》的要求。由于本单位不具备相应质检资质和设备，将试件委托专业的质检机构检验，试件焊缝力学性能（拉伸、弯曲、冲击）检验结果均合格。采用准1．2mm的ER50－6气体保护焊焊丝，按所设计的焊接工艺参数焊接14mm厚Q345B钢板，其焊接接头各项综合性能满足相关标准要求。
2.4 动臂焊接
（1）动臂焊接顺序①机器人打底焊动臂前叉、后座与左右侧板、上下盖板之间的Y形坡口对接凸面焊缝，打底焊焊接1~2层，要求采用小电流焊接，减小焊接变形。②机器人焊接动臂前叉、后座与左右侧板、上下盖板之间的Y形坡口对接凸面焊缝，填充焊层为3~4层，焊接工艺参数见表2。③机器人打底焊接左右侧板与上下盖板之间的带坡口的焊高为12mm角焊缝，焊层为1~2层，其要求与①相同。
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3 提高挖掘机动臂焊接工艺质量的方法
3.1 焊接工艺的合理制定
因为焊接工艺与挖掘机动臂的焊接质量存在紧密的联系，所以在具备规范工艺流程的基础上，才能够保证产品质量。通常来讲，焊接工艺的参数在诸多实验中获取最优数据信息，即焊接方法、顺序与方向等，但需要注意的是，焊接工艺并非始终固定不改变，要根据材质、焊接的位置、缝隙与板厚状况适当地调整。在选择焊接电流的过程中要尽量小，以保证热输入得以降低，加快焊接的速度。如果板厚较厚，要将焊接电流增加，并对上限电流进行控制，尽量规避焊缝位置内应力的分布失衡，降低变形发生几率。
3.2 焊接设备的科学使用
焊接挖掘机动臂的过程中，设备具有一定的复杂性，实际操纵难度大，因此在焊接的过程中，要对材料方向进行适当调整，以免出现焊接的死角。另外，在焊接的时候，要有效避免等待焊接物发生位移。所以，焊接挖掘机动臂所选用的设备一般包括焊接夹具、搭焊平台与焊接变位机等。在设备中，搭焊平台功能就是焊接板材并形成框架结构，以保证抗焊接的变形能力不断增强，提高各部件焊接的精准程度。而对于焊接变位机而言，由于其动臂质量与外形相对较大，所以在焊接过程中方向的转换不便利，死角的几率较高。通过对焊接变位机的合理使用，在焊接动臂的时候可以综合考虑人为需求进行转换，确保焊接处于最佳的状态。除此之外，使用焊接夹具焊接的过程中，动臂的部件要求定位准确，并具备充足夹紧力，以保证可以承受部件自身重力以及焊接的应力。
3.3 反变形法焊接技术应用
所谓的反变形法，具体指的就是针对变形方向适当地施加反方向的作用力，以保证变形应力被抵消。在对该技术应用的过程中，要求对焊接中所带来的收缩量进行准确计算。结合实际需求对外界所施加的反变形量进行计算，以保证能够抵消，尽可能减小变形的误差。一般情况下，对焊接纵向变形带来影响的因素有焊接部件长度与截面积等。
3.4 焊接机器人应用
目前阶段，焊接机器人是备受关注的技术，被广泛应用在工程机械领域中。因为焊接机器人能够借助程序进行控制，所以要在焊接中始终遵循统一化操作顺序，确保焊接质量达标，而不会受人为因素影响导致产品的质量不同。将焊接机器人应用在挖掘机动臂焊接过程中，必须要保证焊接参数选择合理。当完成焊接模板以后，打底、盖面与填充都需要对焊接参数进行选择，所以参数与焊接热输入量存在直接联系。如果热输入量大，那么熔深也会随之增加，强度增加。需要注意的是，一旦热输入量过大，会影响焊缝成型效果，甚至导致热影响区出现金相变化，制约强度的提高。由此可见，必须要对焊接参数进行合理选择。
4 结论
挖掘机本身属于工程机械设备的重要类型，为国家基础设施的建设注入了动力，实际用途愈加广泛，也逐渐替代推土机等多种工程机械设备。但在焊接挖掘机动臂的过程中，会出现变形与开裂的问题，而动臂在挖掘机各组成部件中占据不可或缺的地位，所以其质量也将对挖掘机使用的性能产生直接的影响。如果焊接变形超出规定数值，产品就要报废，增加企业经济成本。所以，必须高度重视挖掘机动臂焊接工艺的合理运用与选择，结合挖掘机动臂焊接存在的问题，采用可行的解决方法，为挖掘机动臂焊接提供必要的帮助。
参考文献
[1]陈姣,陈延伟,冯利平,张海霞,许云飞.随车起重机吊臂焊接工艺研究[J].焊接技术,2017,46(12):92-94.
[2]刘启锋.挖掘机动臂工艺过程优化及其保障技术研究[D].吉林大学,2017.
[3]闻晋.重型工程机械吊臂焊接工艺分析[J].南方农机,2017,48(08):66.
[4]周红梅.小型挖掘机整体式弯动臂焊接工艺的研究[J].木工机床,2016(02):25-27.
论文作者:武晓斌
论文发表刊物:《红地产》2017年2月
论文发表时间:2018/12/13
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