崔海兵

（山西焦煤汾西礦業(yè)集團(tuán) 設(shè)備修造廠，山西 介休 032000）

1 SGZ 764／630刮板機(jī)機(jī)頭工藝分析

圖1為SGZ764／630機(jī)頭架結(jié)構(gòu)示意圖。764／630刮板機(jī)機(jī)頭架屬中型結(jié)構(gòu)件，為焊接結(jié)構(gòu)，與過渡槽連接，對稱布置，焊接完畢后進(jìn)行機(jī)加工，加工余量為5 mm，尺寸精度要求高，因此對加工余量的控制顯得尤為重要。由于焊接結(jié)構(gòu)件焊接變形大，機(jī)頭架是剛性結(jié)構(gòu)，變形后無法進(jìn)行矯正，因此控制焊接變形很關(guān)鍵，這就對鉚工裝配工藝有了較高的要求。

圖1 SGZ764／630機(jī)頭架結(jié)構(gòu)示意圖

2 鉚工裝配工藝的制定原則

2.1 下料尺寸的控制

下料尺寸直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)件的尺寸精度和焊接精度。下料尺寸小，則焊縫組焊間隙大，填充材料多，電焊熱量輸入多，焊接變形相對就要大，一般焊接結(jié)構(gòu)件組對間隙小于3 mm。

2.2 鉚工裝配胎具的精度

胎具的形位公差是保證結(jié)構(gòu)件裝配尺寸精度的關(guān)鍵，對中大型結(jié)構(gòu)件，不但應(yīng)保證其位置精度，而且還要保證其形狀精度。一般中大型結(jié)構(gòu)件裝配胎具的尺寸偏差在2／1 000以內(nèi)，而基準(zhǔn)平面度在2 mm范圍之內(nèi)。

2.3 焊接收縮量的計算及焊接變形的控制

對焊接變形收縮量的影響因素較多，與坡口形式、裝配間隙、焊接熱輸入、鋼材厚度、焊接參數(shù)及實際焊縫的形狀有關(guān)，所以焊接收縮量計算公式采用近似計算方法。

對SGZ764／630機(jī)頭架結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析后，確定影響最大的因素是中板組件和底板的焊接。中板組件及底板不開坡口，均為20 mm的角焊縫，焊接方式采用多層多道焊，所以采用無坡口角焊縫近似計算公式計算焊接收縮量y：

y＝－0.001 7x2＋0.023x＋0.843 3 .其中：x為板厚。

SGZ764／630機(jī)頭架中板組件上、下板厚為40 mm，底板厚為70 mm，由于采用箱體結(jié)構(gòu)和多層多道焊，焊接收縮量會比理論小，因此我們統(tǒng)一板厚為40 mm進(jìn)行計算。計算結(jié)果為y＝2.9 mm。

3 工藝制定

根據(jù)以上工藝要求，我們制定了SGZ764／630機(jī)頭架的鉚工裝配工藝：

（1）單件下料尺寸的控制：主要包括側(cè)板、底板和中板組件的下料。對焊接變形影響最大的是中板組件，中板組件的上、下板下料余量為3 mm左右，中板組件組焊完后兩側(cè)尺寸以中線為基準(zhǔn)加工尺寸至小于公稱尺寸0.5 mm～1 mm，尺寸小一些是為了組裝方便和保證裝配尺寸。

（2）單件的矯正：由于是火焰切割下料，單件不可避免地存在熱變形。由于機(jī)頭架材料為Q345的厚板，因此采用機(jī)械矯正，為保證鉚工裝配尺寸的精度和鉚接順利，要求側(cè)板的平面度控制在2 mm以內(nèi)，其余控制在2／1 000以內(nèi)（利用平尺校驗）。

（3）組裝基準(zhǔn)面的加工：為了測量的準(zhǔn)確，兩側(cè)板的底面和側(cè)面（90°）留加工余量后刀校出基準(zhǔn)平面（最好是兩側(cè)板點焊在一起成對加工）。

（4）氣割電焊坡口：由于是焊接結(jié)構(gòu)件，并且焊接后還要進(jìn)行機(jī)械加工，因此焊接坡口要比圖紙要求尺寸大5 mm。機(jī)頭架本身強(qiáng)度要求高，坡口尺寸大，按圖紙要求加大坡口尺寸后切割并校驗尺寸。

（5）二次矯正：由于氣割大尺寸坡口時，單件零件受不均勻加熱會再次發(fā)生變形，因此須進(jìn)行二次矯正。

（6）組裝胎具的準(zhǔn)備和劃線：將一塊邊長為2 m、平面度在1 mm以內(nèi)的60 mm厚的正方形鋼板作為基準(zhǔn)平面（或機(jī)加工），劃出十字線和側(cè)板內(nèi)、外輪廓線?？紤]焊接收縮量和便于鉚工裝配，輪廓內(nèi)線比公稱尺寸加大4 mm～5 mm。

（7）鉚工裝配尺寸的控制：在兩側(cè)板內(nèi)側(cè)平面上劃出中板組件輪廓線，由于兩側(cè)板中板組件與底板形成箱體結(jié)構(gòu)，焊接變形量很小，但中板組件上方是開放結(jié)構(gòu)，焊接變形大，因此在鉚工裝配中，兩側(cè)板上方尺寸比底面尺寸再增加3 mm～4 mm（倒八字）。把兩側(cè)板點固后，校驗對角線尺寸，按側(cè)板劃線尺寸把中板組件點固好，最后把連接板、筋板等零件按要求點制。點制完畢后校驗尺寸，合格后進(jìn)行電焊加固。

（8）焊接工藝加固：由于機(jī)頭架上方是開放結(jié)構(gòu)，因此在兩側(cè)板中板組件上方兩端及中間增加工藝?yán)钜詼p少焊接變形。

（9）焊接：焊接時應(yīng)一次性焊完，中間不能停焊，采用多層多道焊，以減少焊接變形量。

（10）焊件的清理：等機(jī)頭架焊接完全冷卻后，將工藝?yán)顨飧畹?，并清理飛濺物及電焊氣割殘留物。

焊接完畢后進(jìn)行測量，焊接收縮量為3 mm，機(jī)頭架上方尺寸比公稱尺寸大1 mm，下面尺寸比公稱尺寸大1 mm，完全符合圖紙要求。

4 結(jié)束語

雖然焊接收縮量很難計算和控制，但通過合理地選擇鉚工裝配工藝和反變形措施，并選擇科學(xué)合理的焊接工藝，可以得到符合圖紙要求的焊接結(jié)構(gòu)件。

［1］ 谷同來，喬建軍.HX＿D2型電力機(jī)車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架焊接收縮量分析及應(yīng)用［J］.中國鐵路，2009（6）：31－33.

［2］ 唐慕堯.焊接測試技術(shù)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1988.

［3］ 王鴻雁，石嵐.MT／T105－2006刮板輸送機(jī)通用技術(shù)條件［M］.北京：中國煤炭工業(yè)出版社，2006.