12.5MN冲孔压机机架结构及焊接工艺性浅析

2012-11-13王敬

锻压装备与制造技术 2012年3期

关键词：工艺性液压机筋板

王敬

（太原通泽重工有限公司，山西太原 030032）

12.5MN冲孔压机机架结构及焊接工艺性浅析

王敬

（太原通泽重工有限公司，山西太原 030032）

机架是压机各部件的载体，也是压机封闭力系的受体。机架的强度和刚度直接关系到压机的使用寿命和精度。本文以12.5MN冲孔压机为例，介绍了整体焊接机架的结构和焊接工艺。

机械制造；冲孔压机；机架；焊接；工艺性

0 引言

从结构上看，立式压机的机架结构有梁柱组合式机架、C型单柱式机架、整体框架式机架、预应力缠绕机架和钢筋混凝土机架。

整体框架式机架分为铸造式和焊接式，因其具有较高的刚度和导向精度，且结构简单、安装方便，在中小型液压机中得到广泛应用。由于钢板的机械性能一般优于铸件，在施工中不受铸造工艺的约束，可根据受力情况采用不同厚度的钢板，因此在保证强度和刚度的前提下可以有效节省材料、减轻重量，所以整体焊接式机架已经成为中小型液压机设计时的首选方案。

1 整体焊接式机架的结构和钢板材料的选择

整体焊接式机架是将上横梁、下横梁及立柱焊接成一个整体，组成封闭力系。图1是12.5MN冲孔压机机架断面图。上横梁用于安装主工作缸，下横梁用于安装工作台和模筒。压机工作时，上横梁和下横梁都处于中部受压和四周受拉的状态，而立柱则是两端受拉的状态。

要保证上下横梁和立柱有足够的抗弯刚度，从结构上就应使上下横梁具有合理的高度，立柱有合理的宽度。上横梁的冲孔力受力面是上横梁与主工作缸法兰面接触的环面（见图2），为使此环面受力均匀，不产生应力集中，应在环面的背部沿圆周方向布置筋板（见图3）。同理，为改善下横梁受力面的应力分布情况，应在受力面的背部增加筋板。

机架在工作过程中受冲击载荷的作用，因此机架的主要承力板材应具有较高的强度和冲击韧性，并具有良好的可焊性。Q345B属于低碳低合金结构钢，性能满足上述要求,可作为主要承力板的材料。机架外围的辅助筋板材料则可选用焊接性能良好且经济实用的Q235A钢。

2 焊接工艺性分析

从断面图中可看出，此机架除件号4以外，其余钢板拼装后不会构成封闭腔体，因此厚板的焊接都可以采用双边坡口以减小焊接工作量，节省焊材。为减小焊接过程中引起的变形，可先将除件号4以外的所有板拼装点焊后，在对所有焊缝按顺序施焊。

2.1 焊接方法的确定及焊材的选择

采用熔化极CO2气体保护焊，利用保护气体使电弧、熔化的焊丝、熔池及附近的母材免受周围空气的有害作用，实现焊丝的连续送进，提高焊接效率。焊丝可采用ø1.2mm的实心焊丝ER50-6，该类焊丝的焊接工艺性能良好，可进行全位置焊接。焊丝熔化速度快，适合大电流焊接，熔敷效率高，电弧稳定，飞溅很少，焊缝成形美观，熔敷金属抗氧化、抗锈蚀能力强，气孔敏感性小。

2.2 板件的拼装

用于焊接的组梁平台必须检测符合要求才能使用，平台的不平度，每平方米小于1mm，整块平台不大于3mm，拼装成的平台任意方向小于3mm。拼装前应检查所有板件的材料、尺寸是否符合图纸要求，板件的飞边毛刺是否去除。

先将件号1、2按图纸要求组焊待用。焊接时应注意控制变形。根据件号10突出的高度，将多个垫块垫到件号7下面并找平。以件号7零件为基准，画好中心线，再以中心线为基准画好件号2、3、5、6、9零件及周边薄筋板的位置。按顺序拼装件号5、3、6、2、9、8，拼装过程中应注意控制各板的位置度以及各板与件号7的垂直度误差小于0.5mm，保证件号3、6与件号5、件号7、9与件号8顶死，局部间隙小于1mm。拼装过程中可采用辅助拉筋规定固定各板的位置，待焊完后将拉筋拆除。拼装件号7的另一件以及周边纵向筋板。由于周边横向筋板影响件号6与件号7、件号6与件号5之间焊缝的焊接，可最后焊装。拼装件号10。为防止焊接6、7之间的焊缝时件号7发生变形，可先在两件件号7之间用槽钢支撑，待焊完之后拆除。件号4可根据焊接情况和机架翻身到适当位置时焊装。

2.3 关键焊缝的确定

由图1可看出，件号5和件号8是机架的直接受力部位，因此对件号5和件号8起连接和支撑作用的焊缝均为直接受力焊缝。件号5与件号6之间的焊缝受拉力，件号5与件号7、件号8与件号6之间的焊缝受剪力，件号5与件号3、4以及件号8与件号7、9之间的焊缝受压力。焊接完成后应对上述焊缝进行超声波探伤检查，防止焊缝内部含有裂纹、气孔、夹杂等影响焊缝质量的缺陷。

2.4 施焊过程中的注意事项

在施焊过程中除应遵循焊接通用技术条件外，还应特别注意施焊方向和顺序。为防止焊接变形和减小因焊接变形产生的内应力,焊接时应按照从中间到两边的顺序,并常用风铲进行清渣和锤击焊缝。