Ｗｅｌｄｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖｏ１．４４ Ｎｏ．５ Ｍａｙ ２０１５ ・工艺与新技术・４５ 文章编号：１００２—０２５Ｘ（２０１５）０５—００４５—０４ Ｕ７１Ｍｎ起重机轨道窄缝焊接工艺的优化研究 兰希园 ， （１．咸宁职业技术学院工学院，湖北咸宁４３７１００；２．湖北三六重工有限公司，湖北咸宁４３７１００） 摘要：针对起重机轨道Ｕ７１Ｍｎ钢窄缝焊接工艺进行了优化研究，通过焊接试验与检测结果得出，优化后的窄缝焊接工艺与原焊接工 艺相比，既简化了焊前装配工艺，又对焊接坡口ｈ－ｄ－和施焊过程进行了优化，并在焊接材料的选用上拓宽了范围，更有利于窄缝焊接 工艺的推广与应用。 关键词：Ｕ７１Ｍｎ钢；起重机轨道；轨道焊联；窄缝焊接工艺；工艺优化 中图分类号：ＴＧ４４６．１ 文献标志码：Ｂ 响及国内外轨道焊接工艺现状做了大量研究。研究 ０引言 发现．目前在起重机轨道焊联中比较先进的方法主 起重机轨道通常采用中锰高碳的Ｕ７１Ｍｎ钢轧制 要有闪光焊、气压焊和铝热焊３种，一般中小企业 而成，其焊接性能较差，长期以来接头处留有间隙， 均较难实施。提出并成功实施了轨道窄缝（约２ 引起运行中的冲击和振动．时间一长则造成钢轨接 ｍｌＴ１）焊接工艺．该工艺既大大降低焊接难度，又使 头处出现低轨头、连接松动和降低使用寿命等问题。 焊材用量明显减少．达到了节能减排的效果。通过 为解决起重机轨道接头联接问题．项目组对起 试验和单机试验得出．焊后接头处工作状态良好． 重轨道Ｕ７１Ｍｎ钢的焊接性能、轨道截面对焊接的影 其焊接效果基本达到预期目标。在前期基础上，项 收稿１３期：２０１４—０９—２１ 目组对窄缝焊接工艺进一步进行了深入的试验和优 基金项目：咸宁职业技术学院资助课题（２０１５Ｙ０２９） 化研究．取得了突破性的进展．使得整个焊接工艺 处组织均匀、晶粒细小。有利于焊后处理。 ３５（１０）：２ ５１１－２ ５２２． （２）焊态下接头硬度 电导率和抗拉强度性能 ［４］ＴＡＮＧＮＹ，ＴＡＰＬＩＮＤＭＲ ａｎｄ ＤＵＮＬＯＰＧＬ．Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｎ ｈｉｇｈ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ Ｃｕ—Ｃｒ ａｌｌｏｙｓ ｗｉｔｈ ａｄｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ ａｎｄ 下降严重。 ｍａｇｎｅｓｉｕｍ［Ｊ．Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１９８５（４）：２７０— （３）焊后时效处理对焊接接头的硬度、电导率 ２７５． 和抗拉强度有明显提升．而断后伸长率略有下降。 ［５］季杰，马学智．铜及铜合金的焊接［Ｊ］．焊接技术，１９９９，２８ 相对于焊缝两边母材能较为平稳地过渡．具有实际 （２）：１３—１５． 应用价值。 ［６］ ＧＡＯ Ｈｕａ．ｗｅｉ．Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｈｅａｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｎ ｈａｒｄｎｅｓｓ ａｎｄ ｉｍｐａｃｔ ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ ｏｆ ｐｏｌｙｎａｒｙ ｃｏｐｐｅｒ ａｌｌｏｙ［Ｊ］．Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｅｘａｍｉｎａｔｉｏｎ ａｎｄ 参考文献： Ｔｅｓｔｉｎｇ，２００７，２５（１）：１７－１９． ［１］曲利峰，辛文彤，吴永胜，等．铜及铜合金焊接研究现状和手工 ［７］ＸＩＡＯ Ｄａｉ－ｈｏｎｇ，ＣＨＥＮ Ｋａｎｇ－ｈｕａ ａｎｄ ＳＯＮＧ Ｍｉｎ．Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｈｅａｔ 自蔓延焊接铜问题探讨［Ｊ］．电焊机，２０１１，４１（３）：５５—５６． ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｎ ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ａ１－５．３Ｃｕ－０．８Ｍｇ－０．５ ［２］解秀亮，李美霞，郭志猛．电阻焊电极用铜合金材料的研究进展 Ｍｎ－０．６Ａｇ ａｌｌｏｙ［Ｊ］．Ｍａｔｅｒｉａｌ＆Ｈｅａｔ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ，２００７，３６（８）：５２— ［Ｊ］．科技咨询导报，２００７（１０）：４． ５７ ［３］ＭＯＲＲ１ＳＭＡ，ＭＯＲＲＩＳＤＧ．Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅ￣ 作者简介：戴安伦（１９６３一），副教授，从事铜、铝合金的焊接及热 ｔｉｅｓ ｏｆ ｒａｐｉｄｌｙ—ｓｏｌｉｄｉｉｆｅｄ Ｃｕ—Ｃｒ ａｌｌｏｙ［Ｊ１．Ａｃｔａ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ，１９８７， 处理研究． ４８ ．工艺与新技术・ 口两边的棱边熔化 （５）盖面焊 盖面焊是焊缝外观成形的关键， 直接影响焊缝表面的尺寸和熔合情况。为保证焊缝 流畅．其焊接顺序是从轨底一侧起焊至轨腰轨面， 再到另一侧轨腰至轨底．焊接时应一次成形，焊前 要把前一层的熔渣和飞溅清除干净。 （６）焊接成形与散热 窄缝焊接工艺研究初期， 各项工艺参数的选择及焊接操作均较为保守．考虑 到焊缝成形和散热．在焊接过程中采用由纯铜加工 而成的铜衬垫夹紧 随着窄缝焊接工艺不断优化， 优化后的窄缝对接坡口最大距离不超过２０ ｍｍ．结 合打底焊和填充焊时是分区焊接，便于成形。试验 时．通过施焊发现，一般焊工均能较好地完成焊接， 散热因熔池变小．自由散热可以满足要求．因此无 需加特别成形夹具成形 ３．４焊后回火处理 轨道接头盖面焊完成后．为消除热影响区的硬 脆发生及焊接应力．需对焊缝进行回火处理。焊缝 回火的范围是以焊缝为中心．长８０ ｍｍ左右．温 度控制在６３０℃左右．温度达到要求后。保持加热 ３Ｏ ｍｉｎ左右…．使其温度趋于恒定。有条件的企业 可以用专用的石棉灰保温箱包起．条件欠之的．可 以自制保温箱．以达到对焊接接头进行回火处理的 目的。 ３．５打磨处理 回火保温２ ｈ后．拆去保温箱使轨道进行自冷． 待焊缝冷至室温后．对焊缝进行清理和打磨处理 先用扁铲对焊缝进行清渣．再用手持电动砂轮磨平 焊缝．视觉上略高于轨道型面即可．最后用锉刀交 错锉削轨头上表面和两侧面．使之与轨道平齐。锉 后若有较大的锉痕．可用细砂纸将表面进一步打磨 光滑。打磨处理过程中．使用直尺或标准模板进行 轨道轮廓矫正 ３．６探伤与变形检验 为保证焊缝质量．建议在实际应用中．每５条 焊缝随机抽查１条焊缝进行探伤 探伤可以采用焊 接行业通用的ＰＴ渗透检验．其检验标准参照Ｑ／ＢＵ．Ｊ 焊接技术 第４４卷第５期２０１５年５月 １５１７—２００５．Ⅱ级合格。 探伤主要是检查焊缝的内部是否存在未焊透和表 面微裂纹等缺陷．若抽查检测中有２０％及以上的焊 缝存在缺陷．则应加大排查范围。并对其及时返修。 缺陷存在于焊缝内部的。必须重新焊接。仅是表面微 裂纹的．可对局部进行打磨去除后补焊。若打磨清除 达不到技术要求．则应采用碳刨进行清除．再打磨清 理干净后补焊 值得一提的是．进行了碳刨处理的焊 缝．其补焊过程必须依照程序对轨道焊缝进行预热处 理．并按相应工序进行焊后回火处理 。 为保证轨道焊后直线度和水平．轨道焊接完成 后．应对其进行水平翘曲变形检验．其要求是控制 在１／２ ０００．即２ ｍ长度上小于１ ｍｍ Ｅ 。 ４结语 窄缝焊接工艺焊联Ｕ７１Ｍｎ起重机轨道是依据企 业具体技术要求．在项目研究过程中首次提出。研 究初期出于保守考虑，在焊接方法、焊接材料及焊 前装配方案的选择及确定等方面均参照特重设备中 的高标准．保证了焊缝的质量．但是在实施过程中 多有不便 经过不断改进及近期的研究发现。轨道 窄缝焊接工艺优化后．其操作更为简便．焊接效率 高．焊接质量稳定．各项检测指标达到相关技术标 准．满足了生产需求．将更有利于窄缝焊接工艺这 一新技术的推广 参考文献： ［１］兰希园．ｃｏ 气体保护焊在轨道窄缝焊接中的应用［Ｊ］．焊接技术． ２ｏ１４，４３（１）：６６—６９． ［２］兰希园，徐文娟，王小艳，等．焊条电弧焊在起重机轨道窄缝焊 接中的应用［Ｊ］．焊接技术，２ｏ１４，４３（４）：２８—３１． ［３］就业金钥匙编委会．焊工上岗一路通［Ｍ］．北京：化学工业出版 社．２ｏ１２． ［４］张子荣，时炜．简明焊接材料选用手册［Ｍ］．２版．北京：机械 工业出版社．２００５． 作者简介：兰希园（１９８ｌ一），男，畲族，武汉理工大学机械工程专 业硕士研究生毕业，讲师，湖北三六重工有限公司兼职工程师，研究 方向——机械设计与制造、机电控制、焊接技术．
