现场“镶接法”焊接修复平地机铲刀崩刃

邢帮学 张小东 王忠福

【摘要】平地机是土石方工程中用于整形和平整作业的主要建筑机械，广泛用于公路、机场等大面积的地面平整作业。尤其在路基施工中，通过平地作业、刷坡作业、填筑路堤，为路基提供足够的强度和稳定性。平地机的铲刀位于机械的前后桥之间，是平地机最重要的部件，作业过程中直接与沙石泥土等物料接触，所处环境恶劣，受力十分复杂，长期工作中往往发生局部崩刃现象，崩刃后直接影响到平地机的作业质量。“镶接法”焊接修复平地机铲刀崩刃，是利用氧——乙炔火焰将损坏的局部崩刃部位整体割除，然后焊接上新的替换件的一种高效的焊接方法。焊接接头熔合良好，焊缝组织均匀，焊接接头抗拉强度能满足作业需求，能最大限度地延长平地机的使用寿命。

【关键词】平地机；崩刃；焊接

某部一台PY180平地机在一次训练场地的剥离、转移土壤、平整和摊铺作业中，由于时间紧、任务重，加上作业环境的恶劣，操作手在进行作业过程中碰到了石头，造成铲刀多处崩刃，刃口形状多呈三角开和半圆形，总长度达850mm，最大的崩刃半径有60mm，严重影响了作业质量。如果选择更换铲刀，库房没有配件，还得从厂家购买，不仅资金投入多，而且时间较长。根据现场实际情况，经过不断尝试，摸索出一种现场“镶接法”焊接修复崩刃方法。即将损坏的多处崩刃部位整体割除，然后焊接上新的替换件的方法， 取得了很好的效果。

1. 焊接前准备

1.1清除掉铲刀表面脏物。首先用木棍剥除泥土和碎石，再用水清洗崩刃部位。用粉笔划出要切割的位置，然后利用氧——乙炔火焰，将所有的崩刃部位整体切除掉，使之形成一个长度为880mm，宽度为65mm的长方形缺口。同时利用氧——乙炔火焰，切割出用于焊接的600单边V形坡口，用于保证在焊接对接时能够相互吻合且使焊件焊透。

1.2合理选择匹配的焊接板材。根据平地机铲刀为65Mn钢的实际，考虑到焊缝后与母材强度的匹配，决定采用一块厚度与平地机铲刀的厚度相同的废旧推土机铲刀作为焊接替换件，利用氧——乙炔火焰，切割下料一块长度为870mm，宽度为60mm的长方形板料，用角向磨光机将切割后的毛刺磨去，以备镶接用。

1.3正确选用焊接工艺参数。因为65Mn钢的可焊性较差，主要原因：一是导热能力低、膨胀系数大，使焊接区有大的温度梯度，产生大的内应力而易产生裂纹；二是65Mn钢是介稳奥氏体，在 900～300℃缓冷或者重复加热时，在晶界析出碳化物，使材料塑性降低，脆性增加；三是有害元素S、P 在冶炼中进入65Mn钢，增加钢材的热裂倾向等。综合考虑，为提高焊接的可靠性，决定采用直径为3.2mm，型号为E5016、E5017低氢性焊条进行堆焊，并对焊条进行350℃烘干。现场可根据条件采用氧——乙炔火焰对焊条进行加热5分钟。

2. 镶接法焊接

2.1定位焊。将切割好的推土机刀片装配到平地机铲刀的长方形缺口内，采用直流反接法，焊条直径选用3.2mm，型号为E5016（J506） 低氢性焊条，焊接电流110～120A。由于E5016（J506）焊条药皮属于碱性低氢性，首先可避免焊缝产生气孔；其次是焊条较细，有利于减小焊接电流，限制母村的熔入量，有得于减少焊接变形；其三是该焊条焊缝具有良好的塑性、韧性及抗裂性能，能保证了焊缝金属的机械性能基本上与母材一致性。定位时，为确保对焊接精度，应进行两侧对称焊，在长方形上方点焊三个点，左、右各两个点，焊缝长度不超过10mm。点焊后立即检查，查看位置有无变化，是否发生裂纹。若出现裂纹，用角向磨光机磨开焊缝，重新进行点焊，定位。

2.2打底焊。定位焊后用钢板尺的尺身作透光法检查，看镶进去的推土机刀片与平地机原来的铲刀片是否处在同一个平面，两刃口是否处在一条直线上，然后将焊接电流调整为130A。焊接时，采用分段、分步施焊，直线形运条。当每条焊缝焊接长度达到100～150 mm时，应立即锤击焊缝，待焊缝区温度降至接近板材温度时，检查有无裂纹，若无裂纹，则可继续焊接，每次停焊后都要及时进行锤击，尤其锤击焊缝区域。因为平地机铲刀材料为高锰钢，焊接性较差，容易导致在焊接热影响区析出碳化物引起材料脆化，并在焊缝处产生热裂纹，特别是在近焊缝区域。所以焊接时，尽量采用焊后锤击等方式进行消除，以提高其抗热裂纹能力，消除应力和防止碳化物析出。

2.3堆焊。在打底焊完成后，再次用钢板尺的尺身作透光法检查，主要检查两块刀片处的平面度，两铲刀刀口的平直度，完全合格后，将焊接电流调整为140A，焊条直径仍然采用3.2mm，型号为E5016（J506）焊条，为了控制堆焊后产生变形，需进行多焊层、多焊道堆焊。在焊接过程中，采用锯齿形运条方法，而且在每焊接一层后，都要及时进行锤击，直到堆焊出焊缝余高为2mm。

3. 焊接后处理

（1）焊接结束后，彻底清除飞溅物、焊渣和焊瘤等，并对焊缝进行检查，若出现裂纹、气孔等缺陷，应及时用角向磨光机磨除裂纹和气孔，应进行补焊修复。同时用角向磨光机对焊接后刀刃的平直度进行修磨，尤其修磨两个刀片的连接处，确保铲刀口的平齐。

（2）平地机铲刀崩刃后经“镶接法”焊接修复，该平地机自投入负荷运行至今，使用正常，铲刀刀刃无变形和开裂现象，焊缝仍然良好。不仅效率高、成本低、效果好，而且有一定的实用和推广价值。

[作者简介] 邢帮学：大连市金州区龙山路1#解放军65066部队工程兵教研室。

张小东：大连市金州区龙山路1#解放军65066部队教务科。

王忠福：大连市金州区龙山路1#解放军65066部队工程兵教研室。