電鏟是露天礦山開采的主要設(shè)備,斗桿作為電鏟工作裝置的關(guān)鍵性部件,受力復(fù)雜,并且在高寒地區(qū)礦山施工時(shí)頻繁出現(xiàn)開裂甚至斷裂的問題。在低溫條件下對(duì)斗桿進(jìn)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(jì)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(duì)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(jìn)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(duì)接頭組織和性能的影響。利用光學(xué)顯微鏡（OM）、掃描電鏡（SEM）及能譜儀（EDS）對(duì)接頭微觀組織及斷口形貌進(jìn)行觀察,利用顯微硬度計(jì)、萬能拉伸試驗(yàn)機(jī)和沖擊試驗(yàn)機(jī)對(duì)接頭進(jìn)行力學(xué)性能測試。結(jié)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(jié)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(dāng)導(dǎo)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(yīng)用環(huán)境,進(jìn)一步導(dǎo)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(dǎo)致斗桿裂紋擴(kuò)展乃至斷裂的主要原因。2)對(duì)16Mn鋼焊接接頭、16Mn鋼與ZG28NiCrMo... 

【文章來源】：石家莊鐵道大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

電鏟實(shí)物圖

高穎峰[40]分析了 PH2800 電鏟斗桿焊接修復(fù)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(qiáng)鋼低溫下焊接性能研究現(xiàn)狀斗桿作為連接動(dòng)臂和鏟斗的關(guān)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(duì)焊后構(gòu)件的使用具有重要意義。肖東明等[41]對(duì) 16Mn 鋼焊縫低溫韌性進(jìn)行了研究，提出在淬火的基礎(chǔ)上進(jìn)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(qiáng)[42]對(duì) 16Mn鋼焊接工藝進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明，在不同溫度條件下焊前預(yù)熱可以有效提高焊接接頭力學(xué)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(diào)質(zhì)工藝以改善鍛件內(nèi)部組織及晶粒度從而達(dá)到提高材料低溫沖擊韌性。西南石油大學(xué)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(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在低溫下（≥-28℃）具有焊接可行性。王元清等[54]對(duì)結(jié)構(gòu)鋼厚板低溫韌性進(jìn)行了研究。結(jié)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(yùn)動(dòng)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(duì)齒條鑄鋼材料進(jìn)行研究很有必要。昆明理工大學(xué)張?jiān)艿萚55]對(duì)ZG30SiMn鋼與NM360鋼異種鋼焊接進(jìn)行了研究。研究表明，鑄鋼側(cè)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(duì) B 級(jí)鑄鋼與淬火態(tài) 20Cr 鋼接頭進(jìn)行了冷熱裂紋敏感性分析，驗(yàn)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(xué)王艷[57]研究了新型抗磨鋼焊接性能，并以此為基礎(chǔ)制定了該鋼與 A3 鋼的焊接工藝，提出采用焊前預(yù)熱和焊后熱處理相結(jié)合并控制層間溫度，有助于提高接頭沖擊性能。


本文編號(hào)：3354714