電鏟是露天礦山開采的主要設備,斗桿作為電鏟工作裝置的關鍵性部件,受力復雜,并且在高寒地區(qū)礦山施工時頻繁出現(xiàn)開裂甚至斷裂的問題。在低溫條件下對斗桿進行焊修工藝研究具有重要的意義,能夠大幅改善焊修后的使用壽命,提高礦山經(jīng)濟效益。本文分析了電鏟斗桿在使用過程中的受力情況及斷裂原因,并主要針對斗桿材料16Mn鋼同種材料之間、斗桿16Mn鋼與斗齒ZG28NiCrMo鋼異種材料之間進行了焊接研究。主要分析了焊接位置,填充材料,焊接環(huán)境溫度及焊前熱處理對接頭組織和性能的影響。利用光學顯微鏡（OM）、掃描電鏡（SEM）及能譜儀（EDS）對接頭微觀組織及斷口形貌進行觀察,利用顯微硬度計、萬能拉伸試驗機和沖擊試驗機對接頭進行力學性能測試。結合電鏟使用環(huán)境的特殊性,著重分析了接頭的低溫沖擊性能,研究結果表明:1)斗桿在長期受疲勞載荷的作用下出現(xiàn)裂紋,焊修后焊修材料及工藝不當導致焊接接頭沖擊性能下降,尤其是低溫沖擊性能,焊縫中的缺陷及低溫應用環(huán)境,進一步導致焊接接頭處易出現(xiàn)低溫脆斷,斗桿在使用過程中循環(huán)沖擊載荷作用是導致斗桿裂紋擴展乃至斷裂的主要原因。2)對16Mn鋼焊接接頭、16Mn鋼與ZG28NiCrMo... 

【文章來源】：石家莊鐵道大學河北省

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

電鏟實物圖

高穎峰[40]分析了 PH2800 電鏟斗桿焊接修復工藝過程，并指出了焊接檢修工藝的重要性。1.3.4 16Mn 低合金高強鋼低溫下焊接性能研究現(xiàn)狀斗桿作為連接動臂和鏟斗的關鍵性部件，其斷裂失效后常以焊修為主。鑒于斗桿使用環(huán)境的特殊性，焊后接頭的低溫性能對焊后構件的使用具有重要意義。肖東明等[41]對 16Mn 鋼焊縫低溫韌性進行了研究，提出在淬火的基礎上進行深冷處理，可以大幅度提高焊縫的低溫沖擊韌性。胡永琪，程君強[42]對 16Mn鋼焊接工藝進行實驗研究。結果表明，在不同溫度條件下焊前預熱可以有效提高焊接接頭力學性能。郭京[43]研究了 16Mn 壓力容器鍛件低溫性能，提出降溫淬火的調質工藝以改善鍛件內部組織及晶粒度從而達到提高材料低溫沖擊韌性。西南石油大學薛屺等[44]提出回火處理，有助于提高 16Mn 鋼的沖擊性能，如圖 1-3 所示，馬氏體開始大量減少，鐵素體增加并且球狀碳化物少量出現(xiàn)。

過程中熔池不穩(wěn)定的現(xiàn)象給出了解決方案。王文俊等[53]采用十字接頭裂紋法研究了 16Mn 鋼低溫條件下的焊接性能。實驗結果表明，在低溫下（≥-28℃）具有焊接可行性。王元清等[54]對結構鋼厚板低溫韌性進行了研究。結果表明，其沖擊韌性隨著溫度降低，厚度增加以及沿板厚方向由表面到中心而降低。1.3.5 鑄鋼及鑄鋼與異種鋼焊接性能研究現(xiàn)狀推壓齒條在斗桿運動過程中發(fā)揮著重要作用，裂紋也多出現(xiàn)在該位置。因此對齒條鑄鋼材料進行研究很有必要。昆明理工大學張元杰等[55]對ZG30SiMn鋼與NM360鋼異種鋼焊接進行了研究。研究表明，鑄鋼側熱影響區(qū)有鐵素體+魏氏組織和馬氏體出現(xiàn)，如圖 1-4 所示，并且該區(qū)域易發(fā)生脆化為焊接接頭的薄弱位置。尹麗香等[56]對 B 級鑄鋼與淬火態(tài) 20Cr 鋼接頭進行了冷熱裂紋敏感性分析，驗證了采用 J502、J506、A302焊條以及 ER50-6 焊絲焊接的可行性。西華大學王艷[57]研究了新型抗磨鋼焊接性能，并以此為基礎制定了該鋼與 A3 鋼的焊接工藝，提出采用焊前預熱和焊后熱處理相結合并控制層間溫度，有助于提高接頭沖擊性能。


本文編號：3354714