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我公司在制造裝載機鏟斗過程中，主刃板往往出現上拱、下塌、扭曲等變形，為保證主刃板平整，我們采用油壓機進行整形，這不但延長了生產周期，增加了生產成本，而且增加了主刃板的內應力，為此我們對鏟斗的結構和生產過程進行分析，找到了主刃板變形的原因，并制定相應的防止措施。
1 鏟斗主刃板變形原因分析
(1)管理原因 鏟斗主刃板為板材氣割下料后外協加工件，由于板材的裝卸、運輸、存儲等原因造成主刃板出現上拱、下塌和撓曲變形。對前兩種變形，組焊鏟斗前可以在油壓機上對板材進行校平，但對撓曲變形卻難以調整，以至帶到以后的鏟斗組焊工序中去。
(2)設計原因 鏟斗底部焊縫主要集中在背面，焊縫密集并且焊縫形式不合理使焊接工作量和熱輸入量都相當大，鏟斗結構和背面焊縫布置見圖1。
同時由于主刃板的撓曲變形，使主刃板與斗底板、斗壁板對接間隙加大并且不均勻，當按圖紙要求將各件組裝后，經現場測量對接間隙中間部位分別為10mm和3mm時，兩端間隙平均≥18mm和11mm，(見圖1鏟斗背面焊縫布置圖中長點劃線所示)。對接間隙的加大增加了焊接工作量和焊接熱輸入量，間隙的不均勻使焊接熱輸入量不均勻，焊后冷卻收縮變形量就會不均勻，這樣各焊縫冷卻后，就會使斗底板、斗壁板、主任板產生相應的焊接變形。
(3)操作原因 鏟斗組焊過程分三步：①斗壁板卷板；②斗壁板與斗側板組焊、對接主刃板、鋪斗底板、與支撐板一起上胎組焊鏟斗；③焊接。這三步工序相互獨立順序進行互不干涉。
在斗壁板卷板時，因兩端受力不均或壓型線與斗壁板兩邊不平行等原因而出現扭曲，如圖2所示，這樣與主刃板對接后帶動主刃板扭曲。
鋪斗底板時，由于斗底板不平整或其他原因使斗底板局部高出兩側斗側板或主刃板，破壞主刃板與兩斗側板構成的平面，組焊完鏟斗后不能放平，誤以為主刃板產生焊接變形，具體見圖1鏟斗結構圖中所標局部高點。
焊接鏟斗時沒有從減小焊接變形的角度出發，按焊接工藝制定的焊接順序執行，進行均勻對稱焊接，尤其在焊接主刃板與斗壁板、斗底板的對接焊縫時，任意施焊，造成焊接熱輸入量過分集中，正反兩面的焊接變形不能相互抵消，使主刃板產生焊接變形，見圖3中長點劃線所示。
這樣各步工序產生的誤差和焊接變形都集中到一起，致使鏟斗焊接完畢后，主刃板產生變形。
2 防止鏟斗主刃板變形的措施
(1)加強管理 鏟斗主刃板外協加工回廠后，對平整度不符合要求的進行校平，對撓曲變形的，把與斗壁板對接的邊緣采用半自動火焰切割機進行氣割，這樣經過處理后，保證了主刃板的平直。
(2)改進設計 將斗底板與主刃板對接間隙減小，由原來的10mm改為5mm，去掉與斗側板5mm的對接間隙，與斗壁板之間長圓孔連續塞焊縫改為分布均勻的圓孔斷續焊縫，具體改進見圖4。
通過以上改進可大大減少焊接熱輸入量和焊接工作量，焊接熱輸入量變得均勻而不集中，從而減小主刃板和焊接變形。
(3)提高施工質量 在卷板過程中要保證壓型線與斗壁板兩邊平行，斗壁板兩端受力均勻，防止產生扭曲；鋪斗底板時保證斗底板平整并且不高出兩側斗側板與主刃板構成的平面；焊接鏟斗時盡量均勻對稱施焊，尤其主刃板與斗底板、斗壁板的對接焊縫要進行分遍分段施焊，降低焊接熱輸入量和焊接熱輸入集中程度，使正反兩面焊縫的焊接變形量相互抵消，具體施焊順序見圖4中數字序號。
這樣三步工序中都將引起主刃板變形的施工操作因素的作用降低到最低，從而減小了主刃板的焊后變形。
3 結論
通過實施以上有針對性的防止措施，我公司在以后的裝載機鏟斗生產過程中，保證了主刃板平整度≤6mm的要求，省去了焊后整形工序，不僅縮短產品生產周期，降低了產品成本，而且降低了主刃板中的內應力，提高了產品質量，取得了良好的經濟效益。 % {2 g' @- _% V/ z; K8 ?
(山東德工機械有限公司 王建平 劉海華) |