挖掘機(jī)工作裝置的動臂、斗桿、鏟斗在作業(yè)過程中，不斷承受沖擊力及交變載荷的作用，容易產(chǎn)生磨損，其中軸孔磨損及焊縫開裂是最常見的損傷形式。哈爾濱挖掘機(jī)配件小編本文講述挖掘機(jī)斗桿軸孔磨損及焊縫開裂2個方面的修復(fù)工藝。

1.斗桿結(jié)構(gòu)

挖掘機(jī)斗桿由鋼板焊接而成，斗桿上一般設(shè)有5個軸孔，即鏟斗軸孔(I孔)、連桿軸孔(II孔)、動臂軸孔(III孔)、鏟斗缸軸孔(IV孔)和斗桿缸軸孔(V孔)，每個軸孔內(nèi)均鑲有軸套，如圖1所示。

2.斗桿磨損原因

(1)軸孔磨損原因

挖掘機(jī)作業(yè)時(shí)，鏟斗承受沖擊載荷，該沖擊載荷首先作用在斗桿上的I孔。I孔承受沖擊載荷的傳遞路徑為:鏟斗→銷軸→軸套→I孔內(nèi)壁。

由于軸套硬度大于I孔，所以沖擊載荷可造成I孔內(nèi)壁產(chǎn)生塑性變形，導(dǎo)致I孔內(nèi)壁與軸套外徑的過盈配合被破壞。當(dāng)銷軸與軸套之間的摩擦力大于軸套與I孔內(nèi)壁配合面的摩擦力時(shí)，軸套便會沿著I孔內(nèi)壁產(chǎn)生轉(zhuǎn)動。軸套產(chǎn)生轉(zhuǎn)動后，將造成I孔嚴(yán)重磨損，導(dǎo)致鏟斗作業(yè)時(shí)產(chǎn)生晃動，影響挖掘機(jī)作業(yè)效率。斗桿I孔磨損情況如圖2所示。

(2)斗桿焊縫開裂原因

斗桿根部為扇形套(III孔)、側(cè)板與下蓋板結(jié)合部位，扇形套因強(qiáng)度需要而設(shè)計(jì)為鍛造件，其剛度及強(qiáng)度大于與之焊接的板材，因此造成此處應(yīng)力集中。同時(shí)在焊接此處時(shí)，扇形套、側(cè)板與下蓋板的焊縫相結(jié)合，由于焊縫間隙不均勻，造成焊接出現(xiàn)缺陷。此為斗桿斷裂的主要誘因。斗桿根部軸座與側(cè)板對接焊縫開裂情況如圖3所示。

3.軸孔磨損修復(fù)工藝

(1)選擇修復(fù)技術(shù)

本文以斗桿I孔磨損(見圖2)為例，講述其修復(fù)工藝。I孔與軸套配合面嚴(yán)重磨損后，需對I孔進(jìn)行修復(fù)。金屬件表面修復(fù)技術(shù)有電鍍、電刷鍍、熱噴涂、堆焊、激光熔覆、表面粘涂等，其覆層修復(fù)厚度及強(qiáng)度如表1所示。考慮到I孔磨損情況，及上述修復(fù)技術(shù)施工的便捷性、經(jīng)濟(jì)性、覆層修復(fù)厚度及強(qiáng)度等多方面因素，我們選擇了氣體保護(hù)焊、手工電弧焊堆焊修復(fù)技術(shù)。

(2)堆焊軸孔

將I孔按照孔徑方向分為3等分，通過吊裝或翻轉(zhuǎn)，優(yōu)先保證焊接區(qū)域處于水平向上位置，其中A區(qū)為水平焊接位置，B區(qū)為橫向焊接位置，如圖4所示。焊接區(qū)域參數(shù)如表2所示。此外，對重度劃痕、磨損表面、側(cè)磨損表面，分別采取不同參數(shù)施焊，堆焊厚度視I孔磨損程度決定。

焊接過程中，焊絲沿軸孔方向由外向內(nèi)施焊。為防止產(chǎn)生未熔合缺陷，焊接時(shí)后1道焊縫應(yīng)壓在前1道焊縫的1/2~2/3處。每層厚度控制在2~3mm，焊層之間需進(jìn)行清渣處理。堆焊結(jié)束后，孔徑尺寸比標(biāo)準(zhǔn)孔徑小10%左右，以便于機(jī)加工。軸孔內(nèi)壁潤滑脂孔處直接堆焊，待軸孔完成機(jī)加工后用鉆頭手工鉆孔即可。

再次，判定I孔加工坐標(biāo)。設(shè)定孔端面此4點(diǎn)處Z坐標(biāo)軸分別為A、B、C、D，設(shè)定斗桿II孔端面坐標(biāo)為A1、B1、C1、D1，III孔端面坐標(biāo)為A2、B2、C2、D2;調(diào)整斗桿，保證各坐標(biāo)點(diǎn)誤差小于0.1mm。測量II孔、III孔、IV孔、V孔各孔中心坐標(biāo)，通過MDS軟件和機(jī)床程序判定I孔加工坐標(biāo)。

最后，按照圖紙技術(shù)要求對I孔進(jìn)行加工。加工后補(bǔ)焊孔若有氣孔需視氣孔狀況對其進(jìn)行適當(dāng)修整。經(jīng)檢驗(yàn)合格后，該斗桿I孔即完成修復(fù)工作。

4.焊縫開裂修復(fù)工藝

(1)清理母材裂縫

(2)焊接斗桿根部軸座焊縫

首先，翻轉(zhuǎn)斗桿使其平放，將待焊區(qū)域朝上。其次，用氣刨對斗桿根部裂紋進(jìn)行清根處理，其要求參考表3，氣刨順序?yàn)橛上轮辽?。再次，從扇形套下部起弧開始焊接，打底焊1道，填充焊1層，蓋面焊1道。最后，焊縫焊接完成后，將焊縫打磨平滑，打磨時(shí)不得傷及母材。焊接時(shí)應(yīng)注意層間去渣后再焊，焊縫余高保持在2mm以內(nèi)。

(3)后續(xù)處理

清理、打磨焊縫修復(fù)區(qū)域，保證外觀質(zhì)量。用錘適度敲打焊縫修復(fù)區(qū)，以消除應(yīng)力。完成修復(fù)24h后，即可對修復(fù)區(qū)域進(jìn)行無損探傷，以檢驗(yàn)焊縫修復(fù)質(zhì)量。

按照以上修復(fù)工藝將斗桿修復(fù)后，經(jīng)檢驗(yàn)軸孔尺寸、形位公差及精度，均符合設(shè)計(jì)要求。經(jīng)UT探傷，修復(fù)的焊縫質(zhì)量均滿足設(shè)計(jì)要求。該斗桿修復(fù)工藝可應(yīng)用于挖掘機(jī)動臂的修復(fù)，也可供挖掘機(jī)工作裝置再制造參考。