工程机械结构件焊接坡口设置与焊缝断裂原因分析

（2）T形对接坡口

制作2组试件，板厚、材质、焊接材料都一样，坡口都是单边V形坡口，只是钝边不同。将此2组试件，由同1名电焊工焊接，焊接时采用同样的焊接电流、电弧电压和焊接速度（即热输入值相同），结果却得到不同的焊缝截面，即钝边小的试件熔深较大，钝边大的试件熔深较小。

5. 焊缝断裂原因分析

（1）焊缝内存在夹杂物

结构件焊缝内若存在夹杂物，当交变应力和扭转力矩大于焊缝疲劳极限时，焊缝会出现滑移带，并首先在夹杂物与母体的交界处脱开，形成微裂纹，同时产生新的应力集中。随着交变应力和扭转次数的增加，滑移带变宽、开裂并形成裂纹。裂纹发展到一定程度，焊缝就会产生断裂。焊缝断裂处一般发生在交变应力和扭转力矩最大的部位。

（2）结构件扭转翘曲作用

非圆截面结构件发生扭转时，其表面上的横向周线将变成曲线并发生翘曲。此时其截面周边上各点处剪应力的方向与周边相切，最大剪应力τ ma x发生在长边中部（即长边中部焊缝容易出现疲劳裂纹和断裂），而截面4个顶点处的剪应力均为零，如图3所示。但是当截面是空腹结构时，在同样材质前提下，壁薄一侧焊缝更容易产生疲劳裂纹和断裂。

（3）焊接工艺存在问题

在箱形结构件截面面积足够大的条件下，若经常发生焊缝断裂现象，其主要原因是焊接质量不良。结构件焊接质量主要表现在外观质量和强度质量2个方面。外观质量通过严格要求容易控制，而强度质量必须由合理的焊接工艺来保证。在焊接工艺方面，引起焊缝断裂的原因有2点：一是坡口型式不合理，二是焊接参数不合理。二者都会造成焊缝熔深不够。

6. 防止焊缝断裂的措施

综上所述，在设计合理的条件下，结构件焊缝断裂主要是熔深不足引起的。为此应采取以下措施解决焊缝断裂问题：

一是在结构件焊接时，热输入取值需要大一些，一般在0.93～1.70kJ /mm。

二是对于平对接坡口焊缝，应采取无钝边加垫板焊接结构，且根部间隙应为3～8mm。

三是对于T形对接坡口焊缝，应采取小钝边无间隙焊接结构，钝边控制在3mm以下。