挖掘机回转平台焊接变形的数值分析及控制

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回转平台(转台)是挖掘机工作装置和行走机构连接的载体,是挖掘机重要组成部分,其质量直接影响使用寿命。回转平台的生产制造多采用焊接进行总装,由于T形接头较多,焊接结构的拘束度较大,组装后易引起焊接变形,影响挖掘机工作。为了改善回转平台平面度,延长其使用寿命,采用有限元法模拟不同焊接顺序及焊接热输入对转台变形的影响,分析平台变形的主要影响因素并进行试验验证,提出改进措施。研究结果如下:以T形接头为研究对象,研究结果表明回转平台焊接结构中的单层焊缝采用由外向里和由上到下的焊接方向能减小焊接变形,交叉角焊缝采用相向向里的焊接方向能满足实际生产要求;双层焊缝同向向右时,由于槽型钢的拘束,能明显减小变形。在焊接方向确定的基础上,设计优化不同焊缝的焊接顺序,可以控制回转平台的底板变形为1.058mm,相对于原有顺序的1.202mm有明显的降低(12%)。在采用优化焊接顺序的基础上,研究焊接热输入对回转平台平面度的影响。当焊接电流控制280A,能有效减小回转平台的变形量,变形量为1.058mm,满足焊接质量要求。焊接速度控制5mm/s,能保证焊接质量的同时减小变形,且有利于焊接操作。通过试验测试与模拟计算对比,模拟结果与试验值吻合,焊接变形量幅值降低14.8%。在控制焊接顺序及焊接热输入的基础上,分析回转平台变形的其它影响因素:反变形、焊前装配及层间温度。试验结果表明,控制反变形量2.5mm可以有效抵消焊接引起的变形;控制焊前装配后的变形量1.2mm能够减小焊接变形;通过控制近距离焊缝层间温度小于60℃能减小变形。综合控制上述影响因素,对回转平台进行焊接试验,得到较小的平面度0.774mm,验证了改进回转平台变形措施的有效性。
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