武汉加长臂挖掘机/武汉加长臂挖掘机出租
武汉加长臂挖掘机挖掘机结构件用材料及其焊接性
目前挖掘机焊接结构件所采用的钢材大部分为低合金钢，其中Q345(16Mn)的应用最广泛，其它还包括国产的Q235、Q295、HQ60、HQ100等日本产SS400、SM490等，美国T-1，德国STE690。下表是Q345的化学成分及力学特性：
表1. Q345的化学成分及力学特性
化学 成分 C Si Mn S P Cr Mo V Ni
≤0.02 ≤0.05 1.00～1.60 ≤0.045 ≤0.045 - - 0.02～0.15 -
力学 特性 抗拉强度Rm，Mpa 屈服强度Rel，Mpa 伸长率A，% 冲击功Akv，J
470～630 345 21 -
钢的焊接性是指钢对焊接加工的适应性，即在一定的焊接工艺条件下，获得优良焊接接头的难易程度（工艺焊接性），以及材料在施工条件下，焊接成按规定要求设计的构件，并满足预先服役要求的能力（使用焊接性）。焊接性受母材、焊接方法、构件类型及使用要求四个方面因素的影响。工艺焊接性是指材料经焊接加工后形成完整焊接接头的能力，通常以材料对形成诸如裂纹、气孔等焊接缺陷敏感性的大小，以及所采取的工艺措施的复杂程度来比较工艺焊接性的优劣。使用焊接性是指材料经焊接加工所形成的焊接接头能满足产品制造技术条件及安全服役要求的程度，结构及其所采用的材料不同，具体要求和指标也不同。
武汉加长臂挖掘机1-1-1、焊接冷裂纹
由于裂纹是最危险的焊接缺陷，生产中常常把焊接裂纹作为重要的考核项目，对低合金钢而言，热影响区淬硬倾向大的钢因急冷易产生焊接冷裂纹，严重降低接头的塑形。决定这类钢的热影响区淬硬性的主要因素之一是碳当量CE。碳当量CE计算公式为：
CE=C+Mn/6+（Cr+Mo+V）/5+（Ni+Cu）/15
经验表明，当CE＜0.4时，钢材的淬硬倾向不大，焊接性优良，焊接时不预热；当CE=0.4%～0.6%时，钢材的淬硬倾向增大，焊接时要采取预热，控制焊接工艺参数、缓冷或消除扩散氢等工艺措施；当CE＞0.6%时，钢材的淬硬倾向强，属于难焊的钢材，需要采取较高的余热温度和严格的工艺措施。挖掘机主体用钢Q345的碳当量计算过程为：CE=0.02+1.6/6+0.15/5=0.32＜0.4，故挖掘机主体结构部分焊接性较好，焊接冷裂纹敏感性小，无需采取预热和缓冷等工艺措施。
武汉加长臂挖掘机1-1-2、冲击韧性
母材和焊接区如有如有足够的强度、塑形和缺口韧性，则表明焊接结构具有可靠的使用性能。对低温下服役的挖掘机焊接结构件，其V型缺口冲击值的下限值要达到所规定的温度韧性保证值，以防止结构在载荷下的脆性破毁。特雷克斯系列挖掘机结构件主体材料Q345D的焊接接头冲击试验值如下表：
表2.Q345D钢焊接接头冲击韧性
板厚，mm 焊接材料 冲击部位 Akv20℃，J 规定值
12 ER70-G实芯焊丝 焊缝 92，86，92 ≥27
12 热影响区 85，94，94
焊接区特别是焊接过热区的的冲击韧性，由于热输入影响会使其下降。因此在焊接过程中应合理选择规范，尽量控制合理的焊接热输入。
武汉加长臂挖掘机1-2、挖掘机结构件焊接材料、工艺方法及装备
1-2-1、焊接材料选择
挖掘机结构件焊接材料的选择要根据结构材料的化学成分、力学性能、焊接工艺性、使用工况、焊接件的形状复杂程度及刚性、现场焊接设备和环境等因素综合考虑。具体的原则如下几方面：
（1）等强或低强度匹配原则，一般按照挖掘机结构件用钢的强度来选择相应强度等级的焊接材料，有时对受力情况复杂的焊接结构，也选用比母材强度等级低一级的焊接材料。
（2）选用低氢焊接材料，为了改善挖掘机结构件焊接接头的抗冷裂性能，要求采用低氢焊接材料，即焊条电弧焊采用低氢型焊条，二氧化碳气体保护焊焊丝要选择扩散氢含量低的焊丝，一般来说药芯焊丝的扩散氢含量高于实芯焊丝，所以优先考虑使用实芯焊丝。
（3）工作条件和使用性能，低温温工况使用的选用低温用钢焊接材料，受振动载荷和冲击载荷的要选用强度、塑性、韧性高的焊接材料。
（4）操作工艺性，根据焊缝空间位置选用适合平焊、立焊、仰焊以及全位置焊接材料[3]。
武汉加长臂挖掘机1-2-2、工艺方法及装备
选择焊接方法应兼顾焊接制造质量和生产效率，目前挖掘机结构件焊接普遍采用二氧化碳气体保护焊，采用自动或半自动二氧化碳气体保护焊工艺的占70%以上，有些结构件焊接生产为了提高效率还采用焊接专机、焊接机器人，目前大量焊接机器人工作站用于斗杆、铲斗、动臂以及履带架的焊接。
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武汉加长臂挖掘机挖掘机结构件用材料及其焊接性
目前挖掘机焊接结构件所采用的钢材大部分为低合金钢，其中Q345(16Mn)的应用最广泛，其它还包括国产的Q235、Q295、HQ60、HQ100等日本产SS400、SM490等，美国T-1，德国STE690。下表是Q345的化学成分及力学特性：
表1. Q345的化学成分及力学特性
化学 成分 C Si Mn S P Cr Mo V Ni
≤0.02 ≤0.05 1.00～1.60 ≤0.045 ≤0.045 - - 0.02～0.15 -
力学 特性 抗拉强度Rm，Mpa 屈服强度Rel，Mpa 伸长率A，% 冲击功Akv，J
470～630 345 21 -
钢的焊接性是指钢对焊接加工的适应性，即在一定的焊接工艺条件下，获得优良焊接接头的难易程度（工艺焊接性），以及材料在施工条件下，焊接成按规定要求设计的构件，并满足预先服役要求的能力（使用焊接性）。焊接性受母材、焊接方法、构件类型及使用要求四个方面因素的影响。工艺焊接性是指材料经焊接加工后形成完整焊接接头的能力，通常以材料对形成诸如裂纹、气孔等焊接缺陷敏感性的大小，以及所采取的工艺措施的复杂程度来比较工艺焊接性的优劣。使用焊接性是指材料经焊接加工所形成的焊接接头能满足产品制造技术条件及安全服役要求的程度，结构及其所采用的材料不同，具体要求和指标也不同。
武汉加长臂挖掘机1-1-1、焊接冷裂纹
由于裂纹是最危险的焊接缺陷，生产中常常把焊接裂纹作为重要的考核项目，对低合金钢而言，热影响区淬硬倾向大的钢因急冷易产生焊接冷裂纹，严重降低接头的塑形。决定这类钢的热影响区淬硬性的主要因素之一是碳当量CE。碳当量CE计算公式为：
CE=C+Mn/6+（Cr+Mo+V）/5+（Ni+Cu）/15
经验表明，当CE＜0.4时，钢材的淬硬倾向不大，焊接性优良，焊接时不预热；当CE=0.4%～0.6%时，钢材的淬硬倾向增大，焊接时要采取预热，控制焊接工艺参数、缓冷或消除扩散氢等工艺措施；当CE＞0.6%时，钢材的淬硬倾向强，属于难焊的钢材，需要采取较高的余热温度和严格的工艺措施。挖掘机主体用钢Q345的碳当量计算过程为：CE=0.02+1.6/6+0.15/5=0.32＜0.4，故挖掘机主体结构部分焊接性较好，焊接冷裂纹敏感性小，无需采取预热和缓冷等工艺措施。
武汉加长臂挖掘机1-1-2、冲击韧性
母材和焊接区如有如有足够的强度、塑形和缺口韧性，则表明焊接结构具有可靠的使用性能。对低温下服役的挖掘机焊接结构件，其V型缺口冲击值的下限值要达到所规定的温度韧性保证值，以防止结构在载荷下的脆性破毁。特雷克斯系列挖掘机结构件主体材料Q345D的焊接接头冲击试验值如下表：
表2.Q345D钢焊接接头冲击韧性
板厚，mm 焊接材料 冲击部位 Akv20℃，J 规定值
12 ER70-G实芯焊丝 焊缝 92，86，92 ≥27
12 热影响区 85，94，94
焊接区特别是焊接过热区的的冲击韧性，由于热输入影响会使其下降。因此在焊接过程中应合理选择规范，尽量控制合理的焊接热输入。
武汉加长臂挖掘机1-2、挖掘机结构件焊接材料、工艺方法及装备
1-2-1、焊接材料选择
挖掘机结构件焊接材料的选择要根据结构材料的化学成分、力学性能、焊接工艺性、使用工况、焊接件的形状复杂程度及刚性、现场焊接设备和环境等因素综合考虑。具体的原则如下几方面：
（1）等强或低强度匹配原则，一般按照挖掘机结构件用钢的强度来选择相应强度等级的焊接材料，有时对受力情况复杂的焊接结构，也选用比母材强度等级低一级的焊接材料。
（2）选用低氢焊接材料，为了改善挖掘机结构件焊接接头的抗冷裂性能，要求采用低氢焊接材料，即焊条电弧焊采用低氢型焊条，二氧化碳气体保护焊焊丝要选择扩散氢含量低的焊丝，一般来说药芯焊丝的扩散氢含量高于实芯焊丝，所以优先考虑使用实芯焊丝。
（3）工作条件和使用性能，低温温工况使用的选用低温用钢焊接材料，受振动载荷和冲击载荷的要选用强度、塑性、韧性高的焊接材料。
（4）操作工艺性，根据焊缝空间位置选用适合平焊、立焊、仰焊以及全位置焊接材料[3]。
武汉加长臂挖掘机1-2-2、工艺方法及装备
选择焊接方法应兼顾焊接制造质量和生产效率，目前挖掘机结构件焊接普遍采用二氧化碳气体保护焊，采用自动或半自动二氧化碳气体保护焊工艺的占70%以上，有些结构件焊接生产为了提高效率还采用焊接专机、焊接机器人，目前大量焊接机器人工作站用于斗杆、铲斗、动臂以及履带架的焊接。
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