砼管支撑加强环焊接工艺研究

吴香清，尚保玉，彭和永

（中联重科国家混凝土机械工程技术研究中心，长沙 410013）

0 引言

泵车工作过程中混凝土通过砼管输送，而砼管通过支撑架对其固定和支撑。砼管支撑由支撑和加强环两部分组成，其中，砼管支撑在每年春季容易形成延迟裂纹。经观察，发现裂纹起裂于焊缝与臂架腹板的焊趾位置，裂透臂架腹板，沿其焊趾扩展，多达2/3圈，但裂纹不向焊缝扩展。

本文通过对混凝土泵车臂架上砼管支撑加强环焊后焊趾开裂的现象进行分析，同时通过MSC.Marc焊接数值计算，分析结构拘束对焊接残余应力的影响，阐述砼管支撑加强环开裂的原因。

1 砼管支撑加强环焊接结构

砼管支撑加强环与臂架焊接结构图如图1 所示。臂架的左右腹板与盖板形成焊件，然后将加强环焊在臂架腹板上，形成加强环焊缝（计算焊缝）；然后再将砼管支撑与加强环和臂架腹板进行焊接。

图1 结构示意图

2 开裂原因分析

2.1 扩散氢因素

加强环焊趾开裂多数出现的时段正好是春季，其潮湿度高，钢板表面吸潮，水分在焊接时分解，进入焊缝，形成扩散[H]原子，[H]通过扩散进入半熔化区和热影响区。由于半熔化区的晶界熔化特性，较多的[H]保留在半熔化区的晶界，致使裂纹起裂于焊趾部位[1-3]。因此，当湿度高于85%时，焊缝区必须预热至50～80 ℃后再焊接。

2.2 焊接热输入因素

砼管支撑材料为Q345，焊接性相对较好，但由于焊接位置、接头形式等因素的影响，也应该严格控制焊接热输入。热输入过大会使热影响区奥氏体晶粒粗化（粗晶脆化）[4]，接头韧性下降，降低其抗裂性能；……