动臂盖板拼焊方法及工程机械用动臂

技术领域

本申请涉及工程机械技术领域，具体地，涉及一种动臂盖板拼焊方法及工程机械用动臂。

背景技术

挖掘机的动臂通常由上下盖板及左右腹板围绕的箱形构造。其中上下盖板及左右腹板多采用多段拼焊而成。上下盖板的受力最为恶劣，主要承受弯矩引起的拉压应力。上下盖板在拼焊时需开V形坡口，以形成全熔透焊缝。焊接质量的优劣直接关系到焊缝是否会出现开裂失效。

挖掘机的动臂根据受力特点通常需进行变截面设计，同时部位的板厚需根据受力大小进行厚薄板对接。因此动臂的构造通常设计成多段箱形体拼焊(通常为三段式)。上下盖板在拼焊时需开V形坡口，形成全熔透焊缝。其中，对接焊缝在焊接时在起弧及收弧处因电流变化、热传递不稳定，焊缝容易存在较多的缺陷，如气孔、夹杂、弧坑裂纹等。如果不设置引弧收、弧板，容易成为疲劳开裂的薄弱点。

目前，在现有动臂制作过程中为了获得稳定的焊缝质量，通常上下盖板的对接焊缝在焊接前需采用带V形槽的专门的引弧、收弧板(通常为陶瓷材质)及钢垫板，并用夹子夹持到大板边缘。采用这种方式组装引弧、收弧板比较费时，且容易松动，接头的焊缝质量容易受到引弧、收弧板组装误差的影响，由此，焊接质量无法保证。

发明内容

本申请的目的在于提供一种动臂盖板拼焊方法及工程机械用动臂，用以解决现有技术中存在的不足。

为达上述目的，第一方面，本申请提供了一种动臂盖板拼焊方法，包括：

准备拼焊用的基板，在所述基板的待焊接边的两端预留凸耳，并使所述凸耳的侧边与所述待焊接边平齐；

将所述待焊接边加工出坡面，使得所述坡面的两端均延伸至所述凸耳上；

将两个所述基板的所述待焊接边对接靠拢，形成焊接坡口；

分别在两个所述基板同侧的两个所述凸耳的底面焊接垫板；

进行焊接作业，由两个所述基板一侧的两个所述凸耳上起弧并沿所述焊接坡口的长度方向至另一侧的两个所述凸耳上收弧；

去除所述凸耳和所述垫板。

作为上述技术方案的进一步改进：

结合第一方面，在一种可能的实施方式中，所述凸耳与所述基板为一体成型结构，并且所述凸耳的厚度与所述基板的厚度一致。

结合第一方面，在一种可能的实施方式中，所述凸耳沿所述待焊接边的长度为a，垂直于所述待焊接边的两个所述凸耳的总宽度为b；

其中，a≥25mm±5mm，0.8*t+15≤b≤30mm±5mm，t为所述凸耳的厚度。

结合第一方面，在一种可能的实施方式中，所述基板垂直于所述待焊接边的一个侧边与相应的所述凸耳之间通过圆角过渡，所述圆角的半径R≥5mm±1mm。

结合第一方面，在一种可能的实施方式中，所述焊接坡口形成的坡口角大于或等于45°，所述焊接坡口的根部间隙为4mm±1mm。

结合第一方面，在一种可能的实施方式中，所述坡口角大于或等于45°并且小于或等于50°。

结合第一方面，在一种可能的实施方式中，所述焊接坡口的截面轮廓呈V形或Y形。

结合第一方面，在一种可能的实施方式中，采用切割的方式去除掉所述凸耳和所述垫板，并将切割面打磨平整。

结合第一方面，在一种可能的实施方式中，所述垫板为钢垫板，所述钢垫板的厚度为6mm～10mm，宽度为25mm±5mm，长度大于50mm。

为达上述目的，第二方面，本申请还提供了一种工程机械用动臂，包括上盖板、下盖板以及设置于所述上盖板与所述下盖板两侧的侧腹板；

其中，所述上盖板和/或所述下盖板采用根据上述第一方面提供的动臂盖板拼焊方法制得。

相比于现有技术，本申请的有益效果：

本申请提供了一种动臂盖板拼焊方法及工程机械用动臂，其中，动臂盖板拼焊方法采用自带凸耳的基板，并在基板的待焊接边上加工出延伸至凸耳的坡面，从而在两个基板对接拼焊时形成焊接坡口，进行焊接作业时，可直接由两个所述基板一侧的两个凸耳上起弧至另一侧的两个凸耳上收弧，完成焊接后，去除凸耳和垫板。由此，本申请提供的动臂盖板拼焊方法，可直接在基板上的凸耳上起弧、收弧，从而代替了现有方案中专门的起弧板和收弧板结构，节省了加工起弧板和收弧板以及组装起弧板和收弧板的时间，提高生产效率。

进一步的，由于焊接时可直接在基板自带的凸耳上起弧和收弧，所以相比现有技术需现场组装的专用的起弧板和收弧板结构安装精度更高，从而起弧、收弧处焊缝成型更好，利于提高焊缝质量。并且起弧、收弧处导热性好，热场均匀，焊缝不易形成冷脆。

本申请的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本申请的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本申请，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。在附图中：

图1示出了本申请实施例提供的一种动臂盖板拼焊方法的流程图；

图2示出了本申请实施例提供的一种动臂盖板拼焊方法中两个基板对接拼焊时的布置状态示意图；

图3示出了图2中A-A向的剖视图；

图4示出了本申请实施例提供的一种工程机械用动臂上盖板拼焊后未去除凸耳的局部机构示意图；

图5示出了本申请实施例提供的工程机械用动臂立体结构示意图；

图6示出了图5所示工程机械用动臂另一视角下的立体结构示意图。

附图标记说明：

100、基板；101、凸耳；102、焊接边；103、坡面；110、焊接坡口；120、垫板；

200、上盖板；

300、下盖板；

400、侧腹板。

具体实施方式

以下结合附图对本申请实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本申请实施例，并不用于限制本申请实施例。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本申请实施例中，需要理解的，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面将参考附图并结合示例性实施例来详细说明本申请。

实施例

请参阅图1至图6，本实施例提供了一种动臂盖板拼焊方法，可用于加工工程机械中用动臂的上盖板200和下盖板300(下文也统称为盖板)。

请参阅图1、图2、图3及图4，在本实施例中，动臂盖板拼焊方法包括如下步骤：

S100：准备拼焊用的基板100，在基板100的待焊接边102的两端预留凸耳101，并使凸耳101的侧边与待焊接边102平齐。

其中，动臂盖板通常由多个基板100拼焊组成，根据动臂受力特点，盖板通常需进行变截面设计，同时部位的板厚需根据受力大小进行厚薄板对接。由此，本实施例中准备的基板100的数量取决于盖板的尺寸和设计要求，在本实施例中不作具体限定。同时本实施例中准备的基板100的厚度也根据受力大小进行厚薄设计。

在本实施例中，凸耳101与基板100为一体成型结构，其中，凸耳101的厚度与基板100的厚度一致，从而确保焊接时，凸耳101向基本能够均匀传导热量，热场均匀，焊缝质量有保障。

S200：将待焊接边102加工出坡面103，使得坡面103的两端均延伸至凸耳101上。可以理解的，可根据凸耳101在待焊接边102长度方向的尺寸以及焊接需求，设定坡面103延伸在凸耳101上的位置(确保有足够的距离为后续焊接提供起弧和收弧)。

进一步的，为了节省材料的损耗，凸耳101在待焊接边102长度方向的尺寸满足后续焊接起弧和收弧的要求，同时方便基板100上凸耳101的成型。由此，坡面103的两端均延伸至凸耳101在待焊接边102长度方向的端面。

S300：将两个基板100的待焊接边102对接靠拢，形成焊接坡口110。其中，两个基板100之间的间隙大小根据焊接需求设定。

在本实施例中，焊接坡口110形成的坡口角C大于或等于45°，焊接坡口110的根部间隙L为4mm±1mm。可以理解的，根部间隙L取值范围有利于打底焊根部焊透，间隙太小影响打底焊根部焊透，间隙太大增加了焊接量。

可选地，焊接坡口110的根部间隙L还可选择为3.2mm、3.5mm、3.8mm、3.9mm、4.2mm、4.5mm、4.6mm、4.8mm或4.9mm。应当理解的，上述仅是举例说明，不作为本申请保护范围的限制。

在一些实施例中，坡口角C大于或等于45°并且小于或等于50°。

可选地，坡口角C还可选择为45.1°、45.5°、46°、46.2°、46.8°、47°、47.1°、47.4°、47.9°、48.1°、48.5°、48.8°、49°、49.5°或49.8°。应当理解的，上述仅是举例说明，不作为本申请保护范围的限制。

在本实施例中，焊接坡口110沿垂直于待焊接边102的截面轮廓呈Y形，从而确保焊接后能获得完全熔透的焊接接头，焊缝承载能力好。

在一些实施例中，焊接坡口110沿垂直于待焊接边102的截面轮廓呈V形，从而确保焊接后能获得完全熔透的焊接接头，焊缝承载能力好。

凸耳101沿待焊接边102的长度为a，垂直于待焊接边102的两个凸耳101的总宽度为b；其中，a≥25mm±5mm，0.8*t+15≤b≤30mm±5mm，t为凸耳101的厚度。从而便于带凸耳101的基板100下料，同时为了方便在凸耳101上加工坡面103。

进一步的，基板100垂直于待焊接边102的一个侧边与相应的凸耳101之间通过圆角过渡，其中，圆角的半径R≥5mm±1mm。优选为5mm。

S400：分别在两个基板100同侧的两个凸耳101底面焊接垫板120。

其中，可以理解的，通过在两个凸耳101底面点焊垫板120可实现两个基板100相对固定和定位，避让在焊接过程中出现偏离，保障焊缝质量。在本实施例中，垫板120采用点焊固定，便于后续拆除。

在本实施例中，垫板120选用钢垫板120，采用钢垫板120可便于与基板100之间点焊连接。

可选地，钢垫板120的厚度为6mm～10mm，宽度为25mm±5mm，长度大于50mm。

S500：进行焊接作业，由两个基板100一侧的两个凸耳101上起弧并沿焊接坡口110的长度方向至另一侧的两个凸耳101上收弧。

S600：去除凸耳101和垫板120。

其中，去除凸耳101和垫板120包括：采用切割的方式去除掉凸耳101和垫板120，并将切割面打磨平整。

切割方式可选择为切割片切割或火焰切割。打磨时可采用角磨机或砂轮机进行初打磨，然后可更换较细的沙子打磨平整。

相比于现有技术，本实施例提供的动臂盖板拼焊方法采用自带凸耳101的基板100，并在基板100的待焊接边102上加工出延伸至凸耳101的坡面103，从而在两个基板100对接拼焊时形成焊接坡口110。焊接时，可直接由两个所述基板100一侧的两个凸耳101上起弧至另一侧的两个凸耳101上收弧，完成焊接后，去除凸耳101和垫板120。由此，本实施例提供的动臂盖板拼焊方法，可直接在基板100上的凸耳101上起弧、收弧，从而代替了现有方案中专门的起弧板和收弧板结构，节省了加工起弧板和收弧板以及组装起弧板和收弧板的时间，提高生产效率。

进一步的，由于焊接时可直接在基板100自带的凸耳101上起弧和收弧，所以相比现有技术需现场组装的专用的起弧板和收弧板结构安装精度更高，从而起弧、收弧处焊缝成型更好，利于提高焊缝质量。并且起弧、收弧处导热性好，热场均匀，焊缝不易形成冷脆。

请参阅图4、图5及图6，本实施例还一并提供了一种工程机械用动臂。工程机械用动臂包括上盖板200、下盖板300以及设置于上盖板200与下盖板300两侧的侧腹板400。

上盖板200、下盖板300以及两侧的侧腹板400之间为焊接连接。其中，上盖板200、下盖板300以及两侧的侧腹板400均采用三块基板100拼焊而成。并且，在本实施例中，上盖板200和下盖板300均采用上述提供的动臂盖板拼焊方法制得。

当然在一些实施例中，也可以上盖板200或下盖板300采用上述提供的动臂盖板拼焊方法制得。

在另一些实施例中，两侧的侧腹板400也可以采用上述提供的动臂盖板拼焊方法制得。

可选地，工程机械为挖掘机。

需要说明的，本实施例的应用场景主要是针对低合金高强度结构钢的气体保护焊。

由此，本实施例提供的工程机械用动臂能够承受更大的弯矩引起的拉压应力，结构强度更好，使用寿命更长。

以上结合附图详细描述了本申请实施例的可选实施方式，但是，本申请实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本申请实施例的技术构思范围内，可以对本申请实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本申请实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本申请实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本申请实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本申请实施例的思想，其同样应当视为本申请实施例所公开的内容。