工程机械用长方盒类构件焊接工艺研究及应用

发布时间：2020-04-22 02:59

【摘要】：工程机械是中国装备工业的重要组成部分,履带式推土机隶属铲运工程机械,在工程机械中有着举足轻重的地位。它广泛适应于水利工程、铁路、公路施工,尤其在恶劣的工况条件下,有着其他机械无可替代的作用,并与其它工程机械的有效协同能最大限度地发挥机械效率。众所周知,随着产品的多样化和大型化,对大型结构件的制造技术提出了很大的挑战,主机架、台车架是推土机的主要受力构件,承担着整机动力单元、传动单元、行走单元和整个上车系统的安装支撑作用,可见其关键性。在整机大型构件中均含一种板材焊接而成的长箱体结构,俗称方盒,该方盒采用四块钢板搭接为角焊接头,内部采取筋板加强,外部有四条长直对称焊缝,在生产的过程中焊接变形大并且难以控制,频繁出现因焊缝质量问题以及方盒弯扭超差引发的系列问题,严重影响了产品的质量和可靠性。如何提高长方盒的焊接质量和生产效率是必须攻克的工艺难题。随着高端装备制造业成为“中国制造2025”重点发展的十大支柱产业之一,工程机械行业也将会出现新的机遇期,未来10年或一段时期企业生产将面临制造智能化、柔性化、自动化高度集成化的应用转型期。本文针对上述问题充分利用现有先进技术及理念开展工艺研究攻关,大致从以下几个方面内容开展研究:首先,产品结构改进,先后通过理论研究,有限元分析和工艺试验,结构由原来的板材搭接角焊创新为上下凸字形板材、左右板材搭接填焊结构形式,在提高产品质量的同时有利于提升组对精度和组对效率。然后开展新材料新工艺研究,采取连铸热轧一次成型的凸字型钢材取代原板材下料+刨槽的冷加工工艺,实现了降本增效,更有利于批量生产和成本控制。其次,针对焊接热输入导致内应力重新分布平衡的变形机理,分别采取板材焊前预处理消除内应力、焊接设备智能化提升以及焊接工艺参数优化等工艺手段进行试验,有效减少了焊接变形,稳步提升了工件质量。再次,针对长方盒焊后矫形进行工艺研究,创新设计了多功能矫形设备并试验,探索焊后矫形的最优工艺方法。试验发现通过矫形检测一体化作业应用,解决了长方盒弯曲、扭曲的质量问题,攻克了长方盒类扭曲矫形无法矫正的行业难题,在工程机械行业尚属首创。最后,为了更好地理顺生产、提升效率,结合物流和工序特点,进一步优化现场工艺布局,采取并行一字型柔性化生产样板线,由高效组对专机、双工位双机械手焊接机器人协同工作站、弯扭矫形检测一体化流水线等成组设备技术,实现了长方盒类工件的标准化作业,通过作业负荷分析等动态管理监控,达到了工程机械用长方盒类焊接工艺研究应用目的。
【图文】：

动力总成,总成,附属装置,土方机械

图］－ｉ推土机结构示意逡逑机见图１－１所示，主要由底盘总成、动力总成、传动总成、上车装置构成，隶属土方机械门类。推土机产品除工作附属装置外其工作附属装置按安装在主机位置分为前装置、后装置和侧装置，

大型结构件,焊接变形控制,台车,构件

的刚性冲击。可见主机架、台车架为整机构件中最重要的关键零部件。逡逑在其结构中均存在一种长方形箱体结构，该箱形结构原为四块钢板搭接成角逡逑接接头，我们俗称为长方盒类构件结构，以下统称为方盒，，见图１－２所示。该方逡逑盒箱体结构质量轻、强度高，在推土机施工恶劣的工况下能很好地吸收外界对设逡逑备的冲击，起到缓冲作用。逡逑２逡逑
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG44

【参考文献】