APPLICATION&MAINTENANCE/应用与维修
自卸车货箱举升缸开裂原因分析吕洪彬龚宁马喆
1.故障现象
1台由华俊集团改装的ND3312D41 型北方奔驰自卸车，更换举升缸20天后在平整地面上卸料。当货箱举升不足1m 时，举升缸底部焊缝开裂，造成货箱突然重心失稳，导致车辆倾翻。
该自卸车货箱采用单举升缸中置式举升机构。更换的举升缸为HG220X900 型，额定压力为20MPa。缸简、底座的材料均为45号钢，缸筒钢板厚度为12mm，底座钢板厚度为40mm，缸筒与底座焊接在一起，焊缝高度为5mm。焊接前在焊缝处制作了Y形坡口，并进行了加热。焊接时采用CO，气体保护自动焊机进行焊接，焊后进行了保温。为查明举升缸开裂原因，我们对开裂的举升缸进行了相
关的检验和分析。 2.理化检验
（1）化学成分分析
我们对举升缸取样进行化学分析，分析结果表明，该举升紅符合45号钢的化学成分要求，如附表所示。
图1裂纹外观
（2）焊缝断口分析
举升缸缸筒与底座焊接部位焊缝开裂情况如图1所示。从图1看出，焊缝沿圆周方向，其长度约为78.5cm，开裂部分长度约为65cm，尚有13.5cm没有开裂。
将没有开裂的部分切割，使缸筒与底座分离。将二者分离后看出，断口金属呈颗粒状、色泽较灰暗、无明显塑性变形，焊缝为瞬间断裂，如图2所示。大部分焊缝金属保留在缸筒上，焊口开裂处位于焊缝与底座连接部分，仅有少量焊缝金属残余在底座部分，由此说明焊缝发生了偏移，偏移量约为5mm，如图 2b所示。
（3）金相检验
我们对举升缸底座进行金相组织分析，将金属切片放大500倍可以看到，举升缸底座基体金相组织为网状、块状铁素体和大块珠光体，如图3a所示。焊缝组织较为粗大，热影响区组织为针状铁素体、黑色屈氏体、羽毛状贝氏体和灰色针状马氏体，马氏体含量约为5%。如图 3b所示。
将金属切片放大50倍可以看到，焊缝与热影响区均出现晶粒明显长大。焊缝与热影响区交界处有未熔合的裂纹，有部分晶粒生长过程中产生了较长裂
纹。如图4所示。 3.原因分析
根据焊缝断口分析及金相组织检验
举升缸化学成分表
c
标准值实测值
0.42~0.50 0.46
S
0.17~0.37 0.24
1441工程机械与维修CM&M2014.11
Mn 0.50~0.80 0.55
p $0.035 0.019
S ≤0.035 0.028
cr
≤0.25 0.03
≤0.25 0.04
开裂处底座
焊缝底座
(a）断口局部
焊缝
(b）焊缝切面
图2举升缸裂纹情况
缸筒
结果，我们认为该举升缸焊缝设计、焊接工艺和焊接过程存在以下严重缺陷：
（1）焊缝过窄
该举升缸缸筒与底座仅用自动焊机焊接1遮，有效焊接厚度仅为缸筒壁厚的 41.7%，由此造成此处接头未焊透、焊接强度严重不足。
（2）焊口偏移
焊接坡口位置出现了5mm的偏移，焊口偏离有效位置，且安装间隙过大，造成实际有效焊缝变窄，焊接有效面积过小，焊接强度大大降低。
（3）焊接电流小
举升缸裂纹基本是沿焊缝熔合线开裂，焊缝与热影响区间边界分明，从金相组织中发现，焊缝与热影响区间存在