重型工程机械吊臂焊接工艺研究

论文摘要

重型工程机械在工程建设中起到十分重要的作用。其中起重机在物料搬运设备中占较大比例。吊臂是重型工程机械汽车起重机最重要的工作部件,吊臂是属于金属结构部分,是除机身外重要受力部分,而且主要的工作单元都安装在吊臂上。吊臂的设计和成功制作则决定着汽车起重机的起重性能使用高强度材料减轻吊臂质量等方法来设计吊臂,随着大吨位起重机产品的不断开发,高强度钢板使用范围大,吊臂强度也得到提高。焊接工艺是起重机械金属结构制造的主要工艺,焊接质量和装配工艺的好坏,直接关系到起重机械产品质量。成功制作重型起重机吊臂是重型起重机发展中的组成部分,成功的将研究成果投入到生产中去,对我国千吨级起重机的进一步发展提供了技术支持。大型吊臂常用瑞典生产的WELDOX960这种低合金高强钢来制作。WELDOX960这种低合金高强钢来制作大型吊臂通常都是通过焊接加工来实现的,制作过程中虽然都是采用了一定的焊接工艺措施,有待完善。本次课题设计结合徐工重型机械制造的QAY125全地面起重机的吊臂实际生产及制造条件,对WELDOX960高强钢进行焊接工艺评定,重点分析WELDOX960高强钢焊接接头预热温度、焊接热输入和焊接工艺参数及焊后热处理等因素对焊接接头的力学性能的影响,同时分析了微观组织对焊接接头力学性能的影响。通过这次对重型工程机械吊臂的焊接工艺研究,积累了WELDOX960低合金高强钢材在种种情况下的组织状态情况分析、焊接性情况分析、力学性能分析情况、焊接工艺参数、焊接裂纹情况分析以及焊接工艺评定。形成一套完整的WELDOX960低合金高强钢材焊接加工技术开发路线和关键技术研究成果。研究结果为制定合理的焊接工艺和大型工程机械的断裂安全评定奠定基础。可以有效的推广至各类高强钢工程结构,如输电铁塔、高强钢筋、桥梁、汽车制造及大型结构等的制造中,必将给我国经济生活带来巨大效益。

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摘要

Abstract

1 绪论

1.1 我国重型机械金属结构行业焊接技术现状和发展趋势

1.2 课题的来源

1.3 起重机吊臂结构现状及发展

1.4 低合金高强钢应用及性能概述

1.5 研究的意义

1.6 本课题预期达到的目的

2 低合金高强钢的生产工艺及性能

2.1 WELDOX960超高强度钢的生产工艺

2.1.1 先进的轧制工艺

2.1.2 合理的淬火和退火工艺

2.2 WELDOX960高强钢的力学性能

2.2.1 WELDOX960高强钢的化学成分

2.2.2 WELDOX960低合金高强钢的力学性能

2.3 WELDOX960低合金高强钢的强韧化原理

2.3.1、强化WELDOX960高强钢的方法

2.3.2 材料的韧化理论基础

3 低合金高强钢焊接性研究

3.1 低合金高强钢焊接性概述

3.1.1 焊接热影响区的组织和韧性变化

3.1.2 冷热裂纹的裂纹敏感性

3.2 WELDOX960低合金高强钢的焊接性分析

3.2.1 碳当量试验法

3.2.2 再热裂纹敏感系数PSR及热裂纹的临界值HCS

3.2.3、冷裂敏感指数法

3.3 焊接热影响区的最高硬度法

3.4 预热温度（Tp）的计算方法

4 低合金高强钢焊接工艺过程控制

4.1 焊接工艺评定概述

4.1.1、焊接工艺评定的目的

4.1.2 钢结构焊接工艺评定试验内容

4.1.3 焊接工艺评定试验的步骤

4.1.4 焊接工艺评定试验的程序

4.1.5 制定焊接工艺评定试验方案的原则

4.1.6 对焊接工艺评定试验的相关要求

4.1.7 焊接工艺评定试验报告的要求

4.2 WELDOX960低合金高强钢焊接方法的选择

4.3 如何选择低合金高强钢的焊接材料

4.4 低合金高强钢焊接工艺参数的选择

4.4.1 焊接环境

4.4.2 焊接前预热处理及层间温度的控制

4.4.3 焊接热输入控制

4.4.4 合理选择焊接工艺参数

4.5 后热及焊后热处理

4.5.1 后热

4.5.2 焊后热处理

4.6 焊接性试验的目的及内容

4.6.1 焊接性试验的内容

4.6.2 焊接性检验的目的

4.7 WELDOX960低合金高强钢抗裂性试验结果及分析

4.7.1 焊接接头的斜Y型坡口焊接裂纹试验

4.7.2 焊接热影响区最高硬度试验（Hardness Test for Welds）

4.7.3 焊接裂纹搭接接头试验

4.8 WELDOX960低合金高强度钢力学性能试验及结果分析

4.8.1 焊缝抗拉强度试验

4.8.2 焊接接头微观组织分析

4.8.3 接头式样的弯曲试验

4.8.4 焊接接头冲击试验

5 起重机吊臂焊缝质量检验

6 结论

参考文献

致谢

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