汽車大梁斷裂的焊補修復

汽車大梁斷裂時有發生,特別是貨車更為突出。由於汽車不但承受自重和載荷的靜載荷,同時承受汽車運動中的動載荷,容易造成車架(主要是大梁)早期疲勞斷裂。從大梁裂紋和斷裂狀況分析,大梁斷裂主要有動載斷裂和疲勞斷裂兩種情況。

動載斷裂,汽車在行駛中承受在方向和數值不斷變化的交變載荷。當載荷超過材料的屈服極限時,就容易造成車架大梁的損壞,這種損壞主要是由於超載和路況較差所造成的動載斷裂。一般車輛行駛中的動載荷彎曲應力是靜載荷彎曲應力的3~4倍。疲勞斷裂是由於疲勞應力超過材料的疲勞極限所致。而不是因為應力超過材料的屈服極限造成的,實踐證明:車架大梁斷裂部位大多在縱梁寬度改變的地方。

汽車大梁大多用16Mn鋼製造的,它比低碳鋼淬硬傾向大,焊接時產生冷裂紋的傾向也大。為減小維修焊工的勞動強度,大梁縱梁的焊接可不解體,不挖補的對接焊接工藝。

焊前準備,焊接前應該徹底清除大梁裂縫或斷裂部位附近的油漆、油泥、塵土等雜質,然後在焊縫不受負荷的情況下,在裂紋或斷裂處的內外表面打磨出45~50°的V形坡口。焊縫焊補修復時必須對接和頂好斷裂部位的兩端(如圖中②③),使焊縫兩端的負荷接近於零。

汽車大梁斷裂的焊補修復

在焊接過程中,要保持焊縫自由伸縮,以防大梁焊接部位產生殘餘應力和參與變形。為使焊縫自由伸縮,必須注意焊接順序和方向,應先焊收縮量大的部位,以保證焊縫有較大的自由收縮,產生較小的殘餘應力。因此,大梁縱梁焊接時需先焊垂直內外腹面,再焊上下翼面,翼面先焊下翼面再焊上翼面,方向都是向腹面焊接。腹面兩段焊接,先由腹面中心往上焊,再由腹面下部向中間焊。這種方法能使收縮只在腹面橫向自由進行,上下翼面不受牽制,從而使內應力減小。

焊接參數要適當,由於大梁大多為16Mn鋼,其焊接熱影響區不會發生脆硬組織。焊接時,焊接速度適當放慢,焊接熱輸入可適當調大些。但是,也不能過慢,否則焊件溫度過高,會導致冷卻速度過慢而形成粗晶組織能使力學性能下降。如果焊接電流過小,則冷卻速度過快,雜誌不易浮出焊縫熔池,反而使焊縫的韌性下降。同時,焊縫中容易出現焊不透和夾渣等缺陷。

在焊接時,要選用滿足焊縫力學性能和使用性能的焊條外,應對焊條進行烘乾處理,採用短弧焊接,以減少高溫時有害氣體對焊縫的滲透。斷裂縱梁焊縫的起點和終點是薄弱的地方,必須使焊縫金屬飽滿,結構緊密,過渡平緩光滑,不允許有未焊透、夾渣、氣孔、凹陷等缺陷存在。車架縱梁上下翼面翼緣處扭轉盈利最大。如果上述缺陷存在會產生應力集中,但承受載荷後,應力集中的部位就有可能再次斷裂,焊接時要十分小心。

如果採用以上方法焊補後覺得不放心,還可以在大梁上外敷與大梁截面形狀相仿的槽鋼或廢大梁進行敷焊,效果更佳,可以確保大梁此處不再斷裂。


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