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            起重機鋼軌對接焊接工藝

            發布時間:2018/08/06

            在起重機的制造工藝中,常將箱形主梁上鋪設的鋼軌采用對接形式焊接成一根無縫隙的長鋼軌。在大車軌道安裝中,也有許多是采用焊接的聯接型式?,F將實際工作中鋼軌對接焊接工藝的案例總結如下。
            起重機鋼軌焊接工藝
            一、根據鋼軌的材質和表面硬度要求選擇焊材
            1.鋼軌
            起重機的小車軌道有三種:
            (1)起重機鋼軌如QU70、QU80等。
            (2)P型鋼軌如P24、P38、P43等。
            (3)方鋼如:30mm×40mm、40mm×40mm等。
            前兩種鋼軌的頂部做成凸狀,底部是具有一定寬度的平板,可增大與基礎的接觸面。鋼軌的截面為工字形,具有良好的抗彎強度,其含碳量、含錳量較高, wC=0.5%~0.8%,wMn=0.6%~1.5%。而方鋼的材料為Q275,頂部平直,對車輪磨損較大,這里暫不討淪。
            2.焊條
            鋼軌的對接焊縫要求不進行處理就能達到鋼軌的表面硬度。在軌道頭部以下,用E5016焊條;在軌道頭部用堆焊焊條D322(鉻鎢鉬釩冷沖模焊條)。這樣既經濟又實用,不但可保證對接焊縫質量和強度,而且可使堆焊層硬度(焊后空冷)≥55HRC。
            上述兩種焊接條都是交、直流兩用,直徑均為5mm,焊接電流均為180~240A,電弧電壓均為36~24V。
            二、對接焊工藝
            1.工具、材料及焊接準備
            電焊機1~2臺,焊炬2~3把0~300℃溫度計一只,氧氣、乙炔氣。焊前將焊條放在350~400℃烘箱內烘焙1h以后,把對接的鋼軌平放在水泥地面上支好,對接焊縫間隙20mm,校直、校平,鋼軌對接表面除油、除污、打磨及擦洗干凈。
            2.焊接操作
            由于鋼軌焊接性能較差,因此焊接工藝較為繁瑣,要把0~300℃的溫度計固定在鋼軌上,在距離焊縫兩邊100mm長的位置,用2~3把焊炬同時對鋼軌預熱。當鋼軌溫度達到230~250℃時,先用E5016焊條從鋼軌底部邊加熱邊堆焊,堆焊至軌道頭部時,在用D322焊條邊加熱邊堆焊。焊接要間斷進行,盡量減少焊接部位的熱量,使焊接過程中始終保持軌道溫度230~250℃。全部焊接完成后,還要繼續加熱到250℃,再將鋼軌在空氣中經過≥0.5h時間緩慢冷卻到室外溫度(30℃左右),以防止裂紋產生。焊接后應檢查焊縫處和與鋼軌銜接處有無明顯痕跡及焊后硬度。
            焊后用氣動砂輪磨削,使鋼軌頭部的堆焊縫與原鋼軌表面保持在同一平而上,具有同樣的表而粗糙度。
            三、工作原理
            鋼在不同的溫度下具有不同的內部組織結構,而內部組織結構發生變化必然使鋼的力學性能也發生改變。鋼軌的wC=0.5%~0.8%,屬于亞共析鋼,在AC1線(723℃)以下時,鋼的內部組織是鐵索體和珠光體,這種鋼表面淬火后形成馬氏體組織,具有很高的強度和硬度。
            在焊接之前,鋼軌先預熱到230~250℃,做一次低溫回火處理,使焊縫部位的金屬冷卻后不開裂,這時硬化層的結構由馬氏體向回火馬氏體轉變,使鋼的內應力局部消除,韌性有所增加,而硬度幾乎不降低,也可保證鋼軌在預熱溫度下不變形。如果預熱溫度過高,會使原表而硬化層的馬氏體組織轉變成其他組織,比如索氏體,導致鋼軌硬度降低。
            在鋼軌對接焊時,隨著焊接溫度的升高,焊接部位的回火馬氏體開始向其他組織轉變。焊接要間斷進行,盡量減少焊接部位的熱量,使鋼軌焊接過程中始終保持230~250℃的溫度。當這一部位焊接結束,如在空氣中迅速冷卻到230~250℃,回火脆性是經常遇到的問題。對一般碳鋼而言,馬氏體開始形成溫度為200~350℃,而鋼軌是含錳元素的合金鋼,鋼軌的馬氏體形成溫度應為100~200℃。這就要求鋼軌全部對接焊接后,應加熱到230~250℃后在空氣中緩慢地冷卻,經過≥0.5h,溫度從230~250℃緩慢地冷卻到室外溫度,這樣焊縫金屬才能逐步轉變成馬氏體組織。由于焊縫部位合金與軌道整體緩慢冷卻到室外溫度,所以使焊縫部位的內應力減小,表面不產生裂紋。另外,經硬度計測試,軌道頂部焊縫達到了軌道頂部表面原來的硬度,說明表面硬度也達到了要求。
            四、應用效果
            采用上述對接焊接工藝將焊接性能較差的鋼軌成功地運用在起重機產品的小車軌道制作上。
            起重機箱形主粱上鋪設的鋼軌采用焊接的形式對接成一根無縫隙的整根鋼軌,可大大增加起重機箱形豐梁的剛性,既減少了主梁的拱度下撓變形,又減少了起重機小車運行的噪聲,使小車運行平穩,輪壓均勻。另外,還減少了小車車輪磨損,延長了車輪壽命,從而延長了起重機的使用壽命,提高了可靠性,減少了維修工作量,節約用戶在使用中的費用,受到用戶的好評。這種焊接工藝對大噸位、大跨度的起重機尤為重要。
            我們相信,隨著鋼結構廠房設計制造技術的逐年提高,廠房跨度越來越大,鋼軌對接焊接工藝這項經濟、實用的技術顯得越來越重要了。
             
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