挖掘機動臂關鍵部位焊接工藝及其組織性能研究.pdf

1、液壓挖掘機的工作環(huán)境惡劣,工作裝置作為主要的受力部件,其結構的耐久性對挖掘機的整機性能、工作可靠性及整機壽命和安全性有重要的影響。我國的挖掘機在實際生產過程中長出現(xiàn)動臂、斗桿焊縫或母材開裂導致停機甚至人身傷亡事故。因此提高挖掘機工作裝置的強度和壽命具有舉足輕重的作用。結合企業(yè)的科研攻關項目和生產效率的實際需求,本文選用Q345B鋼對接焊、Q345B鋼與35＃鋼對接焊,并選用了四組不同的焊接工藝參數(shù)對單斗液壓挖掘機的關鍵結構件的焊接接頭顯

2、微組織、力學性能進行了分析研究,同時,以MARC軟件為平臺,進行了焊接接頭二維溫度場、焊接熱影響區(qū)熱循環(huán)曲線的數(shù)值模擬,建立了焊接材料、焊接參數(shù)、接頭溫度場、熱循環(huán)曲線以及焊接接頭顯微組織、力學性能之間的關系。本文的主要結論包括兩大部分:
　　焊接接頭溫度場、熱循環(huán)曲線模擬實驗表明:(1)通過模擬得到不同參數(shù)下的溫度場云圖,分析得到隨著每層對應的熱輸入的增加,熔寬、熔深都逐漸變大。隨著焊接熱輸入的增加,熱影響區(qū)各點峰值溫度越高,其

3、在相變溫度以上停留的時間越大,冷卻速度越小。焊接峰值溫度高,超過Ac3溫度以上,熱影響區(qū)晶粒長大明顯,轉變?yōu)榇执蟮膴W氏體組織;相變溫度停留時間過長,晶粒組織長大越完全,并會有碳化物的析出;熱輸入越大冷卻速度越小,冷卻速度對焊后熱影響區(qū)組織的轉變有至關重要的作用,冷卻速度大,易產生淬硬的組織,而冷卻速度小,雖然不易產生淬硬組織,但在高溫下停留時間長,晶粒也會粗大,對韌性也不利。(2)通過模擬得到不同焊接參數(shù)下的熱影響區(qū)樣點的熱循環(huán)曲線,并

4、結合Q345B鋼、35＃鋼的CCT圖曲線分析得到在不同冷卻速度下熱影響區(qū)組織的轉變規(guī)律:先共析鐵素體的析出(A→F)和珠光體的轉變(A→P)、貝氏體的轉變(A→B)以及馬氏體的轉變(A→M)。
　　焊接工藝實驗的主要結論如下:(1)由于焊接采用了多層焊,焊接過程中上層焊道對下層焊道有高溫回火的作用,使得下層焊縫、熱影響區(qū)的組織出現(xiàn)了明顯的細化現(xiàn)象。(2)通過對比四組焊接參數(shù)下的焊接接頭的顯微組織發(fā)現(xiàn),焊接接頭最薄弱的環(huán)節(jié)存在于熔合