工程机械结构件焊接坡口设置与焊缝断裂原因分析

工程机械工作装置结构件在工程机械作业时，承受拉、压、剪切、弯曲、扭转、交变冲击等多种形式的载荷。如果这些结构件材质和焊接存在缺陷或驾驶员操作不当，很可能引起其焊缝断裂。本文介绍结构件焊接坡口型式及存在的问题，通过坡口焊接试验分析焊缝断裂原因，并提出防止焊缝断裂的措施。

1. 焊缝断裂种类及危害

结构件焊缝断裂主要分为2种，即疲劳断裂和突然断裂。由于结构件强度的差异和焊接质量的不同，在使用中其也可能出现疲劳断裂和突然断裂的复合断裂。结构件复合断裂一般出现在使用3000h左右，均是先出现疲劳裂纹，然后出现突然断裂。若结构件在没有显著塑性变形的状况下突然断裂，不仅会导致其失去作业能力，还会带来安全隐患。

2. 结构件及焊接材料的选择

工程机械结构件材料一般选用Q345B钢，焊接材料一般选用JM58牌号焊丝，二者化学成分如表1所示。JM58牌号焊丝属于国标ER50-G规格焊丝，该种焊丝适合于单道和多道焊缝，在短路及射流的过渡段飞溅小，大电流焊接时电弧稳定。

3. 焊接坡口

（1）坡口型式及尺寸

结构件焊接坡口型式是根据GB/T985.1-2008标准，并结合实际需要进行设计的，因此结构件最终采取的焊接坡口型式与该标准是有区别的。比较有代表性的单面对接坡口有2种，本文分别叫做平对接坡口和T形对接坡口，如图1所示。

中型挖掘机结构件板厚t一般为10～20mm，其平对接焊缝多采用无钝边陡边坡口加垫板的结构，其坡口面角度β为20°，坡口根部间隙b为3～8mm，如图1a所示。此结构如果采用水平焊接，其焊接工艺性较好。

结构件T形对接坡口采用小钝边（钝边c≤3mm）、单边V形坡口无垫板结构，坡口的根部间隙b为零，如图1b所示。