掘进机机架体连接板焊接裂纹解决方案.pdf

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oa程论研发/设计/制适
掘进机机架体连接板燡接裂鈫解泱方案
陈克华,刘冰,丁传昱
(西安煤矿机械有限公司,西安710032)
摘要:针对掘进机机架体连接板O460C材料出现的焊接开裂现象,从裂纹出现的位置进行原因分析,并从结构设计、
工艺和焊接操作三个方面提出解决方案,并采用更适合用于修复的燥接操作返修了焊缝处裂纹,同时避免了此类缺陷
的再次发生,保证品一次性焊接?格,实现了零返修
关键词:Q460C:焊接裂纹,碳当量:线能量;焊接修复
中图分类号:U455.31文献标志码:A
文章编号:1002-2393(2014)02-0048-02
0引言
表1所示。
我公司掘进机机架体是由Q460C板材焊接而成,机
表1Q460C化学成分质量分数
%
架体连接板是与履带架连接板连接的,因此该位置承受
C
SI
P
较大的拉力,对焊缝的强度要求较高。目前,该机架焊后≤020≤080≤1.70≤0025≤0.015≤0.2
热时效后在室温10℃左右条件下出现两处裂纹,如图1
B
50,05?006060≤15≤20≤00
W(C)=(F(C)+(Mn)+(Cr)+CMo+(Y
6
W(Ni)+W(Cu)
%
15
Pom=(W(C):W(Si): W(Mn): W(Ni). W(Cr
20
W(Mo) W(V)
5W(B)%
15
Q460C为低合金高强度钢,其最大碳当量0.86,冷裂
纹敏感系数0.497。当碳当量大于0.45%时易出现淬硬倾
向,易形成高碳马氏体,使得焊缝处硬度提高、塑性下降
图1机架连接板处焊缝开裂位置图
而产生冷裂纹,这与冷裂纹敏感系数0.497具有较明显
针对裂纹出现的可能性进行分析,并提出相关的解的冷裂纹倾向相一致,氢致冷裂纹是低合金结构钢焊接
决方案。
接头最危险的缺陷。
1产生裂纹的可能性分析
1.2焊接工艺性分析
Q460C裂纹产生的原因分析如图2所示,通过结构
在室温条件下,该工件采用CO2气体保护焊,对接或
观察可知,这两处的板材之间未受到其它位置的强制约嵌人板材接头处均为单侧V型接头。根据该批回厂板材试
東,不可能是拘東应力引起的开裂(原因一);机架体热时验报告知,其屈服强度为480MPa,抗拉强度为650MPa,
效出炉后焊工对机架体内外焊缝处进行了清磨,戴着手根据等强匹配原则焊接选用50kg级的ER50-6焊丝(焊
套的手和身体均未有灼烧感,、可见机架出炉后温度在丝直径的1.2mm)。焊接电流=280-300A,焊接电压V=
100℃以下,机架温度较低即使气温骤降也不会影响其焊28-32v。焊前采用烤枪对焊缝及其两侧50mm范围内进
缝变化、因此也不可能是原因二;下面着重分析是否为焊行150-200℃(红外测温仪测温)局部预热处理,焊后无
缝处自身问题引起的冷裂。
保温缓冷措施空气中冷却,可能会因为冷速太快引起开
原因一?厚板吏应力
Nに可的因分く因三热村数后气温序冷度过烟
1.3坡口形式分析
原因三:缝处自身问题引起的冷裂
通过对整个机架体进行观察,其它U型或V型焊缝
无一处开裂。只有单V一侧出现开裂,坡口形式如图3所
图2Q460C裂纹产生原因分析
示。该处焊接时熔合较差,且相对坡口其它位置冷却速度
1.1材料成分分析
较快,易出现裂纹。通过材料成分分析出厚板Q460C焊
Q460C钢属于低碳高强度钢板,主要材料成分表如接性能较差,且缺少焊后保温措施,导致空冷放置后延迟
48机械工程师2014年第2期
ポ交流
理论/研发/设计/制造 ACADEMC COMMUNCATION
FAST索驱动高速传动链故障保护方案
韩进城',徐宏伟,刘雪霞,潘高峰2
(1大连华锐重工集团股份有限公司,辽宁大连16013;2.中国科学院国家天文台,北京100000
摘要:基于能量守恒原理对FAST索驱动的高速轴传动链故障后的变力六索系统进行分析,计算所需的制动摩擦力,
为安全制动器提供了选型依据,最后提出高速轴传动链故障后的入舱方案,为解決工程实际问题提供了参考。
关键词:FAST;索驱动;悬链线理论;抛物线理论;制动器
中图分类号:TH132
文献标志码:A
文章编号:1002-2333(2014)02-0049-03
Protection Scheme for the Failure of High-speed Shaft in Cable Drive System of FAST Project
Hanjincheng', XU Hongwei, LIU Xuexia, PAN Gaofeng?
(1. Dalian Huarui Heavy Industry Group Co, Ltd, Dalian 116013, China: 2. National Astronomical Observatories
Chinese Academy of Sciences, Beijing 100000, China)
Abstract: Based on the principle of energy conservation, the six cable drive system is analyzed after the high-speed
shaft failure, the required brake force is caleulated to provide a selection for safety brake. The cabin place method is
proposed after the high-speed shaft failure, which provides a reference to solve practical engineering problems
Key words: FAST; cable drive system; catenary theory; parabolic theory; brake
1FAST索驱动高速轴传动链故障
滑轮、缆线人舱机构钢丝绳锚固裝置、控制系统等组成,
FAST是500m口径球面射电望远镜的简称,为国家如图1所示。
重大科学项目,建成后将成为世界最大的单口径射电望
驱动机构是索驱动的核心部件,见图2。驱动机构在
远镜,比目前世界最大的单口径射电望远镜(美国300m传动链的高速轴上分别装有工作制动器和紧急制动器用
口径)的综合性能提高10倍,在未来30-50年里居世界于运行时的工作和紧急制动,如高速轴传动链故障(主要
领先地位。索驱动是FAST的重要组成部分之一,其通过指高速轴断裂)后,钢丝绳连同缆线入舱机构将快速下坠
6套钢丝绳牵引馈源舱在空间运动,以便接收太空探测信并砸毁FAST的反射面,对FAST工程造成巨大损失。为提
号。索驱动由驱动机构、塔底导向滑轮、钢丝绳、塔顶导向高索驱动的安全性,采取在传动链的低速轴上设置安全制
温缓冷。
2.2坡口设计改进
焊接接头设计时,尽量避免一侧1型坡口,可以将坡
口形式设计成两侧V型,增加焊缝填充量,以减小熔合区
焊缝的冷却速度。
(a)板材对接
(b)两板镶嵌
2.3焊接操作设计
图3焊接坡口示意图<