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    YJ92系列机座侧板焊接缺陷及其控制

    放大字体  缩小字体 发布日期:2021-11-12 15:28:37    浏览次数:53    评论:0
    导读

    摘要:主要针对动车牵引电机YJ92系列产品2种侧板焊接中出现的质量问题进行分析,并制订了相应措施,以保证产品质量。关键词:角变形;反变形法;刚性固定法;焊接缺陷;焊接顺序;锤击焊缝0 引言引出线和非引出线侧板出现的焊接变形及焊接缺陷,不但直接影响机座叠压、组装和后续机加工,还会降低结构的承载能力,引发行车

    摘要:主要针对动车牵引电机YJ92系列产品2种侧板焊接中出现的质量问题进行分析,并制订了相应措施,以保证产品质量。

    关键词:角变形;反变形法;刚性固定法;焊接缺陷;焊接顺序;锤击焊缝

    0 引言

    引出线和非引出线侧板出现的焊接变形及焊接缺陷,不但直接影响机座叠压、组装和后续机加工,还会降低结构的承载能力,引发行车安全事故,因此生产中防止和消除焊接变形及焊接缺陷非常重要。本文主要从工艺和实际操作两个方面探讨解决引-非侧板焊接质量问题的方法,根据经验和会同公司技术人员的试验摸索及其循序改进,并细化工艺和操作细节,保证了机座焊接质量,满足了设计要求。

    1 焊接变形的主要表现及其影响

    (1)机座焊接时,座板间装配配件侧拉板、大拉板的焊接量特别集中,焊接变形特别大,其变形方向如图1所示。

    图1 焊接变形方向

    YJ92A系列机座前期生产时,工艺控制手段薄弱,焊后座板向内收缩产生明显角变形,座板端部加工量变大。

    (2)侧板焊接时,座板必须清根,焊缝要保证完全熔透。因焊缝设计及结构限制,实际焊接时,对侧板非叠压面满焊后,在叠压面进行清根焊接,焊接量明显不对称 (清根后,非叠压面焊接深度达6 mm+3 mm+6 mm=15 mm,叠压面残留焊缝厚度仅为13 mm-6 mm=7 mm),导致焊后座板向叠压面一侧产生角变形,即导致座板端部加工量增大。而且引出线侧座板与法兰板为圆弧对接,清根量较大,焊道宽,焊接横向收缩量大,因此比直线对接 (焊道较窄)的非引出线侧座板变形更大。此种变形同样会造成在后续机加工序座板端部加工量变大,如图2所示。

    图2 座板焊接变形示例

    (3)受机座焊接结构限制,鸟头部位的焊接,其安装板清根在鸟头下面,因此下部焊接量偏大,焊接后鸟头部位变形,会向下倾斜。后续机加工时,在保证鸟头部位安装板反划沉孔加工量前提下,需考虑借量消除座板焊接变形的影响,通常情况下需将 “鸟头抬起”才能实现,反划沉孔有一定的深度。这种情况下,以定子铁心圆心为旋转中心,向鸟头上方旋转,则座板加工量随之增大。

    以上3种变形都是不利的,最终都会导致机座主要承载部位座板厚度变薄,降低机座承载能力和安全性。

    2 工艺措施

    (1)反变形法 反变形法是事先估算好焊接结构变形的大小和方向,然后在组合 (点固焊)时给予一个相反方向的变形来抵消焊接变形,这是结构件焊后保持设计要求的一种工艺方法,也是焊接生产中较常用的一种控制变形方法。生产中机座安装板、座板上下焊缝不对称,受热不均匀,从而导致焊后变形。笔者采用反变形法,一是在侧板组装胎具增加安装板反变形量,向上增加1°;二是在侧板胎具上,按尺寸偏差为负差的形式组装座板,以抵消焊接变形造成的不利影响。

    (2)刚性固定法 当不便采用反变形时,在零部件焊接过程中增加工艺支撑来限制焊接变形。在焊接结构生产中普遍采用工艺支撑,以增加结构刚度,将变形控制在合理的范围内。在机座焊接中,一是在侧板焊接过程中,在座板非叠压面全部焊接完成后,增加一处工艺支撑,减弱在叠压面进行清根焊接时产生的大变形,如图3所示;二是在机座焊接时,在座板部位增加工艺支撑。具体操作是:侧拉板组装前对座板间距进行检测,合格后直接加固工艺支撑,之后装配侧拉板并点固焊,工艺支撑必须与座板加工面接触紧密,每个座板上下各点固焊1处,长度不低于20 mm。从装配第一时间减少焊接对座板变形的影响。需要注意的是,该工艺支撑必须在退火工序后才能打磨拆除,保证座板处焊接应力完全释放后尺寸能够趋于稳定。若在退火前拆除,对减小焊接变形毫无意义。

    图3 防变形措施

    (3)合理施焊 在侧板焊接过程中,在座板部位进行多层多道焊接时,改变以前的每层同一位置引弧的操作习惯,变更为层与层之间首尾交错引弧,以进一步控制焊接变形。

    (4)合理的焊接顺序 焊接顺序对焊接结构的变形有很大影响。焊接顺序合理,焊接变形可以通过自由收缩,互相抵消;焊接顺序不合理,焊接变形将互相叠加。在机座整体焊接过程中,对座板处焊接工艺进行细化,要求先焊接侧拉板与大拉板连接横焊缝,待完全冷却后,再焊接侧拉板与座板连接纵焊缝。实践证明该方法能有效地控制座板焊接变形。

    (5)焊接变形的矫正 机座焊接过程中,虽然在工艺上采取了多种措施来控制施焊过程中所产生的焊接变形,但由于焊接过程的特点和焊接工艺的复杂性,或多或少产生焊接变形,为此必须矫正超过设计要求的焊接变形。 座板部位焊接采用工艺方法后仍有焊接变形,则采用二次清根后刚性固定,将尺寸调整至图样要求范围内,然后再焊接,以抵消该部分已产生的角变形。

    3 机座鸟头部位焊缝常见缺陷及预防措施

    侧板鸟头部位常见缺陷表现为:鸟头部位与斜撑板、法兰板之间焊缝机加工后内部出现熔合不良现象。通过仔细检查整个焊接过程发现:在侧板焊接时,鸟头与法兰板之间焊缝采用多层单道焊,熄弧和引弧部位接头出现夹渣、熔合不良、焊瘤问题;同时接头处成形直立,在机座组装时,会造成焊接死角,容易出现熔合不良现象。为此,采取了以下措施:

    (1)对于接头部位易出现夹渣问题,实际操作中:一是需层间清渣;二是接头处每层焊接时为斜面过渡,以保证层与层之间熔合良好,保证在焊接中不产生夹渣。

    (2)对于接头处熔合不良问题,实际操作中:在侧板焊接时,待鸟头与法兰板焊接完成后,使用碳弧气刨清除接头并刨成斜面,然后清除刨渣和碳化层,最后施焊,并形成斜面过渡,保证在组装机座后不形成焊接死角。

    通过采取以上措施,机座鸟头部位夹渣、熔合不良问题可得到解决。

    4 结论

    综上所述,在机座焊接制造过程中焊接变形是不可避免的,只能采取有效的工艺措施控制焊接变形,并对超出公差要求的焊接变形进行矫正,才能达到机座使用性能及经济性能的要求。实际生产中,只有对焊接进行全过程控制,才能更有效控制机座的焊接变形,达到保证机座精度和装配尺寸要求的目的。了解缺陷形式的原因有助于焊接操作者选用最佳的焊接方法与程序来提高焊接品质,防止不正常的焊接接头破裂,使产品达到图样的设计要求。


     
    (文/小编)
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