现阶段矿用卡车结构件焊接技术应用探讨

唐 飞

（江铜集团德兴铜矿，江西 德兴 334200）

1 矿用卡车常见受损因素分析

（1）设备因素。卡车设备的质量直接影响着整个运输环节的顺利实施。在矿山生产中，随着生产和作业线的发展，运输线路要不断移动，导致路况差，对运输设备影响大，容易造成疲劳损伤[1]。

（2）人员因素。一般说来，人员因素从多方面影响着矿区卡车作业。尤其在当前的矿山企业中，存在着技术人员缺乏、专业素质低、适应性差等现象，给运输作业带来了极大的隐患[2]。

（3）环境因素。通常，对卡车作业的环境因素分为软环境和硬环境。其中，硬环境主要指开采现场的客观自然条件，而软环境主要指矿山企业的相关规章制度等。此外，由于矿用卡车具有较强的专用性，受运行环境的影响较大，卡车零部件易老化，而且容易出现暂时性的故障。

2 矿用卡车大梁结构件裂纹的原因及焊接技术应用

2.1 裂纹的原因

大梁结构作为卡车的主要骨架，主要由是厚度大于30毫米的微合金高强度钢结构件制成。不仅需要承受箱体自身的重力之外，还需要承受箱体装载材料时的重量及在满载时也承受巨大的载荷，一旦出现损坏，就容易对卡车的正常运行造成极大的影响。在各种外力作用下，当应力集中超过材料的屈服强度时，梁框架将发生局部塑性变形，此时构件表面将产生微疲劳裂纹。

2.2 裂纹修复焊接工艺

①焊接方法： 二氧化碳气体保护焊、多向焊、多层多通道堆焊方法。②焊接设备及焊接参数：主要采用Lincoln DC-600焊机及配套移动送丝器保护纯度大于99.9%的二氧化碳气体。相关的焊接参数：材料厚度≥30mm；焊丝直径1.6mm；焊接电流：240A～280A；电弧电压：23V～27 V ；送丝速度180/mm＊min-1～220/mm＊min-1；气体流量15mm＊min-1～18 mm＊min-1。③裂纹处理 ： 采用碳弧气刨对裂纹两侧10毫米范围内的疲劳金属进行清理，制成对称的“V”形槽，断裂角约为50°，采用角磨和直磨进行表面处理，直至金属光泽。④焊前预热与焊后热处理： 大型结构件焊接过程中，要合理的选择焊接前的预热温度和焊接后的保温温度。并根据斗嘴唇的形状和裂纹，采用履带式加热板对焊缝两侧150mm～200mm范围内的焊接前后进行预热保温。⑤焊接流程：a.焊机用于打底焊接，焊后立即用风镐、扁铲等工具敲击焊缝，以释放焊接应力，有效去除焊缝间的杂质，如涂层。观察焊缝是否开裂，如果有开裂就需要选择合理的方式重新焊接。b.打底焊接完成后开始多层多道焊接，焊接每完成一道焊缝都得进行敲击。c.在完成全部焊接后，用角抛光机对焊缝进行抛光，以消除焊接缺陷[3]。

3 矿用卡车厢斗开裂原因及焊接技术应用

3.1 开裂原因

通常，在矿山采场中，大型矿用卡车主要用于运输岩石、黄土等材料。在装卸物料过程中，由于铲斗体积大，且某些岩块载荷过大，当铲斗卸到货车箱斗中时，大块体对铲斗两侧和底板都产生很大的冲击，从而使得铲斗的承载能力大大提高。ld焊缝承受很大的张力，当某些大石头击中箱斗的护板或外立板时，对箱斗的冲击较大。一旦这些外力超过桶形材料或焊缝的承载能力，就会发生严重的变形甚至大面积开裂。桶中使用的一些钢含有过多的碳，并倾向于过多的硬化。特别是在图1中，有较高的开裂频率。

图1 卡车厢斗结构图

3.2 焊接方法分析

通过对不同箱形斗的材料、应力和损伤程度的分析，发现传统的结构件焊接工艺已不能满足要求。只有采用散乱应力点法对箱斗底板进行保护，确保箱斗底板之间的焊接区应力在屈服极限以内，才能使箱斗底板或焊接区产生裂纹或断裂。箱桶是可以避免的。

3.3 裂纹修复工艺及焊接技术

（1）焊接方法： 电极采用手工焊接和多向焊接，采用多层和多堆焊方法。

（2）焊材：选择综合力学性能较好的Lincoln 8018ci。

（3）焊接设备及焊接参数：采用Lincoln DC-600直流焊机，相关焊接参数：材料厚度≤10mm；焊丝直径3.2、4mm；焊接电流：100A～130A、135A～150A；烘干时间：2h；焊接厚度：2mm～4mm、3mm～5mm。

（4）裂纹处理： 用碳弧气刨清除裂纹两侧的疲劳金属，制作V形槽，用角磨和直磨对槽进行表面处理，直至金属光泽、槽面平整度被修整，拉深筋中锈蚀等杂质。

（5）焊前预热与焊后热处理：在大型结构件的焊接过程中，要科学的选择焊接前的预热温度和焊接后的保温温度。并根据裂纹的外形，采用氧乙炔火焰加热法对焊缝两侧10毫米范围内的焊接前后进行预热保温。

（6）焊接流程：①一台焊机打底焊接。焊接结束后，采用气动镐和平铲，能很好地释放焊接应力，有效去除焊缝间的杂质，如涂层。观察焊缝是否开裂，如果有，消除缺陷，选择合理的方式重新焊接。②在底焊完成后，开始多层和多通道焊接。每个焊缝都必须锤打。③采用角磨机磨削所有焊缝，消除焊点等焊接缺陷，使焊接应力分布均匀，避免产生延迟裂纹。

4 结语

总之，作为矿山运输的重要设备，随着矿山生产工作量的增加，卡车全年以高频、高负荷运行，导致卡车重要结构件产生裂纹甚至损坏。因此，加强卡车重要结构件的焊接和维修，降低由于卡车结构件异常损坏而导致的卡车出货率，从而影响矿山企业的正常生产效率，已成为中我国矿山企业亟待探索的问题。