砼泵车进口臂架销座裂纹的焊接修理-.ppt

普茨普茨迈迈斯特斯特砼泵车进砼泵车进口臂架口臂架销销座裂座裂纹纹的的焊焊接修理接修理发发布人：布人：孙伟孙伟芳芳中中铁铁四局集四局集团团第四工程有限公司第四工程有限公司机械管理中心机械管理中心 砼泵车砼泵车臂架臂架销销座修理小座修理小组组2007年年4月月6日日1 目目 录录：一、概一、概 况况二、二、QCQC小小组简组简介介三、三、选选 题题四、目四、目 标标 值值五五、故障原因及故障原因及对对策策六、循六、循环实验环实验方案方案七、七、实实 施施八、八、结结 论论九、巩固措施九、巩固措施2一、概一、概 况况 普茨普茨迈迈斯特斯特砼泵车砼泵车，下，下车车采用汽采用汽车车底底盘盘；上；上车车臂架（布料杆）臂架（布料杆）由四由四节变节变截面箱粱构成，截面箱粱构成，为进为进口口组焊组焊件。臂架件。臂架间间由由销轴铰销轴铰接，可在接，可在垂直面、水平面内回垂直面、水平面内回转转，泵泵送覆盖空送覆盖空间间大，移大，移车车方便，普遍用于混方便，普遍用于混凝土建筑（构筑）物施工中。但凝土建筑（构筑）物施工中。但该泵车该泵车使用一定年限后，臂架上的使用一定年限后，臂架上的销销座座轴轴孔附近首先出孔附近首先出现现裂裂纹纹，采用，采用焊焊接法修复，此前在我国国内成接法修复，此前在我国国内成功概率极低，如弃修功概率极低，如弃修换换新、更新、更换换整体臂架，整体臂架，费费用高达用高达38万元以上。万元以上。图1 普茨迈斯特砼泵车3二、二、QC小小组简组简介介QC小小组组名称：名称：砼泵车砼泵车臂架臂架销销座座焊焊接修理小接修理小组组1.小小组组 成成 立立 日日 期：期：2005年年6月月12日日2.本本课课 注注 册册 时时 间间：2005年年6月月12日日3.本本课题课题活活动时间动时间：2005年年6月月12日日2006年年7月月6日日4.活活 动动 类类 型：技型：技术术攻关型攻关型 QC 小小 组组 成成 员员 名名 单单 表表1序 号姓 名文化程度职 称小组内职务接受QC教育时间1孙伟芳大学本科高级工程师组长80h2王开余大学本科高级工程师副组长48h3赵晔芝大专工程师组员48h4周宏琴大专材料员组员48h5薛恩琛高中焊工技师副组长80h6杨云显高中高级焊工组员48h7李长明中技普工组员48h8文玉华高中汽司组员48h4 我机械管理中心一台徐州我机械管理中心一台徐州产产普茨普茨迈迈斯特整体式臂架斯特整体式臂架砼泵车砼泵车，型，型号：号：XZJ5230TBC90-32，理，理论论混凝土排量混凝土排量90m3/h，最大，最大输输送高送高度度110 m，回，回转转半径半径 28 m。使用。使用 9 年后，在一年后，在一节节臂上与二臂上与二节节臂臂铰铰接的接的销销座座轴轴孔附近孔附近产产生裂生裂纹纹，采用常，采用常规规J422焊焊条、条、Q235钢钢板板补焊补焊，使用不到几个台班，使用不到几个台班，焊缝焊缝开开焊焊。当。当时时是施工旺季，租用方要求我是施工旺季，租用方要求我们们必必须须在施工在施工现场现场修复，不得影响生修复，不得影响生产产。为为此我中心成立了此我中心成立了QC 活活动动小小组组，力求，力求选选用合适的用合适的焊焊接技接技术术修复臂架修复臂架销销座，座，满满足租方工期需求。足租方工期需求。图2 一、二节臂铰接局部视图 三、三、选选 题题 5四、目四、目标值标值1.使使焊焊后的的后的的销销座座满满足臂架足臂架泵泵送混送混 凝凝土功能要求。土功能要求。2.有效运有效运转转1年。年。3.修理修理费费用控制在用控制在5万元范万元范围围内。内。6五、故障原因及五、故障原因及对对策策1.销销座裂座裂纹纹分析分析 首先小首先小组组成成员员从从设计设计、受、受力的角度力的角度对销对销座裂座裂纹纹的的产产生生进进行了深度探行了深度探讨讨。（b）为为（a）的等效受力）的等效受力图图 7五、故障原因及五、故障原因及对对策策 发现发现一一节节臂臂销销座倒座倒U形截面受力复形截面受力复杂杂，在臂架收放，在臂架收放动动作作时时，二、三、四，二、三、四节节臂及臂及泵泵送管、混凝土重力偏心送管、混凝土重力偏心动态动态作用作用一一节节臂臂销销座上，相当于倒座上，相当于倒U形截面除受形截面除受通通过过形心的重力形心的重力G作用外，作用外，还还受到扭矩受到扭矩M的作用，的作用，这样这样当臂架使用一定年限、当臂架使用一定年限、销销座座钢钢板板刚刚度降低到一定程度后，度降低到一定程度后，销销座座钢钢板必将板必将产产生扭曲，生扭曲，导导致两致两销销孔受力不孔受力不均，加上均，加上销销孔附近孔附近应应力集中的影响，必力集中的影响，必将将导导致受力大者先开裂。致受力大者先开裂。因此，小因此，小组组成成员认为员认为，钢钢板的板的强强度、度、刚刚度的降低是度的降低是导导致致销销座座产产生生裂裂纹纹原因之一，必原因之一，必须须采取采取对对策。策。8五、故障原因及五、故障原因及对对策策 割除已疲割除已疲劳变劳变形的原形的原销销座座钢钢板，板，选选国国产产 钢钢板代替之，但由于不清楚原板代替之，但由于不清楚原销销座座钢钢板的材板的材质质，现场现场条件及施工工期不允条件及施工工期不允许许我我们们到到实验实验室去分析化室去分析化验验，选选用哪种板材用哪种板材满满足足强强度、度、刚刚度及异种度及异种钢钢材材焊焊接性能要求，只能通接性能要求，只能通过现场过现场实验实验确定。确定。（1）钢钢板厚度：原臂架板厚度：原臂架销销座座钢钢板厚板厚仅仅6mm，考考虑虑到到结结构、施构、施焊焊空空间间的限制，的限制，拟选拟选用用钢钢板板的厚度的厚度为为6-12 mm。（2）材）材质质：首先：首先试试用工地用工地现现有日立挖掘机大臂有日立挖掘机大臂钢钢板板SS400，厚，厚12mm。如。如刚刚度不度不够够，再按，再按强强度由底到高度由底到高顺顺序，序，选选用用Q345低合金高低合金高强强度度钢钢板、或板、或优质结优质结构构钢钢板材（后两种板材板材（后两种板材须须到到外地市外地市场场上采上采购购）。）。对对策策9五、故障原因及五、故障原因及对对策策2.焊缝焊缝开裂原因及开裂原因及对对策策（1）选选用的用的J422焊焊条可能与母材条可能与母材焊焊接性能不匹配，熔敷金属机械接性能不匹配，熔敷金属机械强强度相度相对对低，低，满满足不了足不了焊缝焊缝强强度要求。根据我国起重机、重型度要求。根据我国起重机、重型机械机械焊焊接接结结构的构的经验经验，选选用性能用性能优优于于J422，既适于中碳，既适于中碳钢钢、又、又适于低碳适于低碳钢钢和低合金构和低合金构钢钢的的J506焊焊条。条。（2）焊焊接工接工艺艺参数参数选择选择不当。不当。焊焊条直径大、条直径大、电电流大，流大，焊焊接接热变热变形形大，大，导导致致热热裂裂纹纹。根据。根据J506焊焊条机加工条机加工焊焊接工接工艺规艺规范，范，拟选拟选用用直径直径为为3.2mm焊焊条，平条，平焊焊焊焊接接电电流流选选用用160-200安培、立安培、立焊焊焊焊接接电电流流选选用用90-120安培。安培。（3）施）施焊焊方式不当，采用方式不当，采用对对称称焊焊、断、断续焊续焊等方法，施两道等方法，施两道焊缝焊缝，焊焊后后锤击锤击，减少，减少焊焊接接热应热应力、避免力、避免产产生生热热裂裂纹纹。（4）焊缝焊缝有有夹夹渣、气孔。渣、气孔。组织组织高高级焊级焊工施工施焊焊，注意立，注意立焊焊、平、平焊焊的的运条速度、运条速度、焊焊条角度。条角度。（5）春夏季施工，存在春夏季施工，存在环环境潮湿的影响，境潮湿的影响，拟拟采用烘箱烘干采用烘箱烘干焊焊条。条。10六、六、现场实验现场实验方案方案 选选用用3.2mmJ506电焊电焊条条BX300-2交流弧交流弧焊焊机，氧气机，氧气乙炔割具、乙炔割具、烘箱烘箱设备设备11七、七、实实施施1.实实施方案（一）施方案（一）（1）准）准备备工作工作12七、七、实实施施（2）实实施工施工艺过艺过程程13 七、七、实实施施 2.过过程原因分析及改程原因分析及改进进措施措施 方案（一）运行方案（一）运行结结果果说说明明焊缝焊缝强强度度满满足需求，足需求，J506J506焊焊条及相条及相应焊应焊接工接工艺艺参数参数选择选择正确；但代用正确；但代用钢钢板板严严重重变变形，原因可能有二：形，原因可能有二：（1 1）选选用的用的SS400SS400钢钢板的机械板的机械强强度低，度低，满满足不了臂架机足不了臂架机械性能要求。械性能要求。对对策策选选用方案（二）确定的用方案（二）确定的Q345Q345钢钢板。板。（2 2）施）施焊时焊时两两块块代用代用钢钢板没有定位基准，定位不精。板没有定位基准，定位不精。焊焊后两后两销销孔不同孔不同轴轴，这样这样臂架旋臂架旋转时转时必将必将产产生附加内生附加内应应力，力，导导致受力大者先扭曲，致受力大者先扭曲，继继而另一而另一销销孔亦扭曲；孔亦扭曲；对对此小此小组组成成员认为员认为：有必要：有必要对对方案（二）方案（二）进进行改行改进进，研制定位工研制定位工装。装。如如图图所示，在臂架所示，在臂架销销座的上板上开工座的上板上开工艺艺孔，定位孔，定位轴轴通通过过定位定位轴轴座用螺栓固定在臂架上。定位座用螺栓固定在臂架上。定位轴轴的水平位置的水平位置精度通精度通过过微微调调螺螺钉调钉调整，定位整，定位轴轴直径与直径与销轴销轴尺寸同，尺寸同，焊焊接完成后拆除定位接完成后拆除定位轴轴，直接安装两，直接安装两销轴销轴。因安装工装在因安装工装在销销座上板开的工座上板开的工艺艺孔，孔，焊焊后需用后需用钢钢板板补补强强。14七、七、实实施施定位工装原理定位工装原理图图15七、七、实实施施（1）准）准备备工作工作3.实实施改施改进进方案（二）方案（二）16七、七、实实施施（2）实实施工施工艺过艺过程程17八、八、结论结论 至今，该泵车销座已有效运转1年零9个月、工作400余个台班。运行过程中，销座无异响、卡滞现象，臂架收、放自如，完全满足使用性能要求；实际焊接修理费用为2.16万元，比更换新臂架费用节省35.5万元，为预期目标成本5万元的43。完全达到预期效果（见下表）。且已创机械租赁收入约78.3万元。18八、八、结论结论 通通过过本次本次QC活活动动，小，小组组成成员员提提高了运用高了运用设计设计、选选材、材、焊焊接工接工艺艺知知识识解决解决实际问题实际问题的能力；的能力；对对QC活活动动这这种运用分析、判断、持种运用分析、判断、持续续改改进进方方式式处处理理质质量量问题问题的方法表示极大的方法表示极大认认可。可。19八、八、结论结论焊焊接修理与更新方案接修理与更新方案费费用比用比较较表表 表表2方方 案案项项 目目金金 额额（元）（元）修理修理费费用（元）用（元）目目标标成本成本（元）（元）结结 论论更更新新臂臂架架总总成成本本臂架一、二节臂总成380000377000500001.焊焊接修理接修理费费用比更用比更换换新臂架新臂架费费用用节节省省35.5万万 元元2.2.为为预预期目期目标标成本成本5万万 元的元的43旧一、二节臂按废钢材处理收入3000焊焊接接修修理理钢材 SS400：80 kg单价：4.6元/kg4.680=36821551Q345B：130 kg单价：7.5元/kg7.5130=975Q235：10 kg单价：3.8元/kg3.810=38焊条、氧气乙炔等辅材680电焊机等工机具使用费540人工费1895020九、巩固措施九、巩固措施 根据小根据小组组成成员员提提议议，中心，中心对现对现有有泵车泵车安全操安全操作作规规程程进进行了行了 补补充，内容如下：充，内容如下：1.泵车泵车支腿必支腿必须须置于置于坚实坚实的地面上，以确保的地面上，以确保车车身平身平稳稳；2.泵车泵车工作工作时时，车车身必身必须调须调整水平，避免加大臂架截整水平，避免加大臂架截面不必要的扭矩；面不必要的扭矩；3.所有所有泵泵送的混凝土或其它材料，密度均不得超送的混凝土或其它材料，密度均不得超过过2.4t/m3；4.销销座座润润滑情况必滑情况必须须定期定期检查检查，及，及时补时补充充润润滑脂。滑脂。21敬请各位专家学者批评指正中中铁铁四局集四局集团团 孙伟孙伟芳芳22