國外用鑄一焊結(jié)構(gòu)代替鑄鋼結(jié)構(gòu)的技術(shù)應(yīng)用較早，我國近幾年也開始用形狀相對簡單的鑄鋼部件與型材板材拼焊，既可減少鑄鋼的生產(chǎn)周期，又可保證鑄件質(zhì)量，同時結(jié)構(gòu)重量減輕，外觀質(zhì)量提高。在可靠的焊接工藝保證下，機(jī)架的焊接結(jié)構(gòu)能滿足使用要求，但在應(yīng)用鑄一焊結(jié)構(gòu)時，應(yīng)從以下幾個方面設(shè)計選用結(jié)構(gòu)。
1、焊接結(jié)構(gòu)與鑄造結(jié)構(gòu)的等效性
1.1板件尺寸改變不能降低結(jié)構(gòu)剛度
采用焊接結(jié)構(gòu)代替鑄造結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)重量可減小。因為鑄造時，根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸大小，為保證鑄件質(zhì)量，都規(guī)定了最小壁厚，故鑄件都有足夠的剛度。改用焊接結(jié)構(gòu)時，不受最小壁厚的限制，可用較薄的板材拼焊而成。壁厚的減小容易出現(xiàn)局部壁板剛度的下降，需通過增加筋板等方法加以彌補(bǔ)。
1.2 有別于鑄造結(jié)構(gòu)形式
鑄造工藝有其特殊性。如需設(shè)計有拔模斜度、鑄造圓角及前述的最小壁厚等。在采劇焊接結(jié)構(gòu)時，要排除這些特殊要求，而應(yīng)重新按焊接結(jié)構(gòu)的要求進(jìn)行選擇和設(shè)計。
2、變形
2.1裝配一焊接前的變形
拼焊的板材都由熱切割方法下料，會產(chǎn)生一定的變形。這種變形，盡管變形量不大，但與其它部件拼焊后，焊縫長度方向的截面積不等，焊后產(chǎn)生的應(yīng)力要增大，對于破碎機(jī)這種承受很大的變載荷結(jié)構(gòu)來說是不利的，裝配一焊接前應(yīng)用機(jī)械加工等方法予以修整或矯正。
2.2焊接過程中的變形
焊接過程中還要注意合理地安排裝配一焊接順序。焊接機(jī)架構(gòu)件較多，焊縫數(shù)量也多，若不注意裝配一焊接順序，則會產(chǎn)生較大的變形或應(yīng)力。焊接前，可以將基本框架點固好后再焊接，長筋板應(yīng)采用分段焊來減少應(yīng)力和變形。
3、應(yīng)力
焊接機(jī)架尺寸較大，很難采用熱處理方法來消除焊接應(yīng)力，故應(yīng)在焊接過程中，通過焊接工藝來盡可能減小焊接應(yīng)力，特別是對尺寸精度要求比較高的部位。如機(jī)架的下軸承座與墻板、筋板相連接處，焊縫密度較高(圖2)，若對焊接應(yīng)力不加以控制，則會影響今后的使用。通過合理的裝配一焊接順序、控制焊縫連續(xù)長度來減少應(yīng)力。
3.1裝配一焊接順序
墻板與下軸承座先組對焊接，筋板與下軸承座、與墻板間的焊縫，應(yīng)先焊筋板與下軸承座的焊縫，這樣可以保證在焊接時，焊縫橫向收縮的自由度大，盡可能地減少焊接應(yīng)力的產(chǎn)生；而后再將筋板與墻板焊接，此時，焊縫的縱向收縮不會增大下軸承座與墻壁板、筋板連接處的應(yīng)力。反之，若先焊筋板與墻板間的焊縫，則筋板與下軸承座焊接時的焊縫橫向收縮受阻，從而產(chǎn)生很大的應(yīng)力，使用中極易損壞。
3.2 焊縫連續(xù)長度
筋板主要起增加剛性作用，它與墻板間的焊縫系聯(lián)系焊縫，不承受太大的載荷。故筋板與墻板的焊縫可用交替斷續(xù)焊，而筋板與下軸承座的焊縫應(yīng)兩側(cè)對稱，但可焊至筋板寬度的50%～70%。
對下軸承座與筋板、墻板的連接處焊縫焊完后采用緩冷措施或用火焰加熱方法進(jìn)行局部退火處理，這樣可保證該處的應(yīng)力足夠小。
4、焊縫長度與截而尺寸
焊縫長度與截而尺寸過大，不但增加焊接工作量和焊接變形，還影響結(jié)構(gòu)的減振能力。試驗表明焊縫短、尺寸小，減振效果好，但焊縫長度、尺寸大小應(yīng)滿足強(qiáng)度要求。故在滿足焊縫強(qiáng)度要求的情況下，應(yīng)盡可能減小焊縫長度和尺寸。如破碎機(jī)機(jī)架結(jié)構(gòu)，與墻板連接的下軸承座、前墻板的連接焊縫應(yīng)焊透，而其余受力不大的焊縫均不要焊透，以提高結(jié)構(gòu)的減振能力。
5、結(jié)論
用鑄焊結(jié)構(gòu)代替全鑄造結(jié)構(gòu)，通過合理地選擇結(jié)構(gòu)的代替部件和優(yōu)化尺寸，控制焊接工藝，可以有效地控制焊接機(jī)架的應(yīng)力和變形。浙江某礦機(jī)廠引用此技術(shù)，既大大地提高了生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益，而且，由于鑄一焊結(jié)構(gòu)所具有的特點，其產(chǎn)品更受市場歡迎，顯示出良好的社會效益。
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