砼泵车进口臂架销座裂纹的焊接修理 PPT课件

1 普茨迈斯特砼泵车进口臂架销座裂纹的焊接修理 发布人 孙伟芳中铁四局集团第四工程有限公司机械管理中心砼泵车臂架销座修理小组2007年4月6日 2 目录 一 概况二 QC小组简介三 选题四 目标值五 故障原因及对策六 循环实验方案七 实施八 结论九 巩固措施 3 一 概况 普茨迈斯特砼泵车 下车采用汽车底盘 上车臂架 布料杆 由四节变截面箱粱构成 为进口组焊件 臂架间由销轴铰接 可在垂直面 水平面内回转 泵送覆盖空间大 移车方便 普遍用于混凝土建筑 构筑 物施工中 但该泵车使用一定年限后 臂架上的销座轴孔附近首先出现裂纹 采用焊接法修复 此前在我国国内成功概率极低 如弃修换新 更换整体臂架 费用高达38万元以上 图1普茨迈斯特砼泵车 4 二 QC小组简介 QC小组名称 砼泵车臂架销座焊接修理小组1 小组成立日期 2005年6月12日2 本课注册时间 2005年6月12日3 本课题活动时间 2005年6月12日 2006年7月6日4 活动类型 技术攻关型 QC小组成员名单 表1 5 我机械管理中心一台徐州产普茨迈斯特整体式臂架砼泵车 型号 XZJ5230TBC90 32 理论混凝土排量90m3 h 最大输送高度110m 回转半径28m 使用9年后 在一节臂上与二节臂铰接的销座轴孔附近产生裂纹 采用常规J422焊条 Q235钢板补焊 使用不到几个台班 焊缝开焊 当时是施工旺季 租用方要求我们必须在施工现场修复 不得影响生产 为此我中心成立了QC活动小组 力求选用合适的焊接技术修复臂架销座 满足租方工期需求 图2一 二节臂铰接局部视图 三 选题 6 四 目标值 1 使焊后的的销座满足臂架泵送混凝土功能要求 2 有效运转1年 3 修理费用控制在5万元范围内 7 五 故障原因及对策 1 销座裂纹分析首先小组成员从设计 受力的角度对销座裂纹的产生进行了深度探讨 b 为 a 的等效受力图 8 五 故障原因及对策 发现一节臂销座倒U形截面受力复杂 在臂架收放动作时 二 三 四节臂及泵送管 混凝土重力偏心动态作用一节臂销座上 相当于倒U形截面除受通过形心的重力G作用外 还受到扭矩M的作用 这样当臂架使用一定年限 销座钢板刚度降低到一定程度后 销座钢板必将产生扭曲 导致两销孔受力不均 加上销孔附近应力集中的影响 必将导致受力大者先开裂 因此 小组成员认为 钢板的强度 刚度的降低是导致销座产生裂纹原因之一 必须采取对策 9 五 故障原因及对策 割除已疲劳变形的原销座钢板 选国产钢板代替之 但由于不清楚原销座钢板的材质 现场条件及施工工期不允许我们到实验室去分析化验 选用哪种板材满足强度 刚度及异种钢材焊接性能要求 只能通过现场实验确定 1 钢板厚度 原臂架销座钢板厚仅6mm 考虑到结构 施焊空间的限制 拟选用钢板的厚度为6 12mm 2 材质 首先试用工地现有日立挖掘机大臂钢板SS400 厚12mm 如刚度不够 再按强度由底到高顺序 选用Q345低合金高强度钢板 或优质结构钢板材 后两种板材须到外地市场上采购 对策 10 五 故障原因及对策 2 焊缝开裂原因及对策 1 选用的J422焊条可能与母材焊接性能不匹配 熔敷金属机械强度相对低 满足不了焊缝强度要求 根据我国起重机 重型机械焊接结构的经验 选用性能优于J422 既适于中碳钢 又适于低碳钢和低合金构钢的J506焊条 2 焊接工艺参数选择不当 焊条直径大 电流大 焊接热变形大 导致热裂纹 根据J506焊条机加工焊接工艺规范 拟选用直径为 3 2mm焊条 平焊焊接电流选用160 200安培 立焊焊接电流选用90 120安培 3 施焊方式不当 采用对称焊 断续焊等方法 施两道焊缝 焊后锤击 减少焊接热应力 避免产生热裂纹 4 焊缝有夹渣 气孔 组织高级焊工施焊 注意立焊 平焊的运条速度 焊条角度 5 春夏季施工 存在环境潮湿的影响 拟采用烘箱烘干焊条 11 六 现场实验方案 选用 3 2mmJ506电焊条BX300 2交流弧焊机 氧气乙炔割具 烘箱设备 12 七 实施 1 实施方案 一 1 准备工作 13 七 实施 2 实施工艺过程 14 七 实施 2 过程原因分析及改进措施方案 一 运行结果说明焊缝强度满足需求 J506焊条及相应焊接工艺参数选择正确 但代用钢板严重变形 原因可能有二 1 选用的SS400钢板的机械强度低 满足不了臂架机械性能要求 对策选用方案 二 确定的Q345钢板 2 施焊时两块代用钢板没有定位基准 定位不精 焊后两销孔不同轴 这样臂架旋转时必将产生附加内应力 导致受力大者先扭曲 继而另一销孔亦扭曲 对此小组成员认为 有必要对方案 二 进行改进 研制定位工装 如图所示 在臂架销座的上板上开工艺孔 定位轴通过定位轴座用螺栓固定在臂架上 定位轴的水平位置精度通过微调螺钉调整 定位轴直径与销轴尺寸同 焊接完成后拆除定位轴 直接安装两销轴 因安装工装在销座上板开的工艺孔 焊后需用钢板补强 15 七 实施 定位工装原理图 16 七 实施 1 准备工作 3 实施改进方案 二 17 七 实施 2 实施工艺过程 18 八 结论 至今 该泵车销座已有效运转1年零9个月 工作400余个台班 运行过程中 销座无异响 卡滞现象 臂架收 放自如 完全满足使用性能要求 实际焊接修理费用为2 16万元 比更换新臂架费用节省35 5万元 为预期目标成本5万元的43 完全达到预期效果 见下表 且已创机械租赁收入约78 3万元 19 八 结论 通过本次QC活动 小组成员提高了运用设计 选材 焊接工艺知识解决实际问题的能力 对QC活动这种运用分析 判断 持续改进方式处理质量问题的方法表示极大认可 20 八 结论 焊接修理与更新方案费用比较表 表2 21 九 巩固措施 根据小组成员提议 中心对现有 泵车安全操作规程 进行了补充 内容如下 1 泵车支腿必须置