钢结构制造广泛地应用于船舶、锅炉、起重运输及矿山采掘运输工程等工业领域。在矿山机械中，重型、超重型井下煤炭输送设备，大多采用铸-焊结构制造，因此，这种钢结构的焊接失效分析以及预防措施成为大家比较关心的问题。

一、铸-焊结构焊接失效的原因

通常意义上讲，焊接失效就是焊接接头由于各种因素，在一定条件下断裂（如：应力、温度、材质、焊接质量和实际使用工况条件等）。接头一旦失效，就会使相互紧密联系成一体的构件局部分离、撕裂并扩展，造成焊接结构损坏，致使设备停机，影响正常生产。

焊接失效的基本条件：一是焊接结构设计不合理，如在局部或整体焊缝的布置与设计上存在问题；二是材料本身的缺陷，如板材化学成分偏析，铸钢件的组织存在缩松、气孔、裂纹等；三是焊接工艺的应用不合理，如焊接材料的选择、焊接方法的制定；四是构件所处的工作环境、工况条件差（如受到交变及冲击载荷），引起结构材料疲劳破坏。

针对接头失效进行分析，应从两个方面入手：一是产生的根源；二是其危害性。

1.  结构件焊接失效产生的根源

通常情况下，材料本身的缺陷（如化学成分的不均匀性、局部微观裂纹），焊缝由于各种原因产生的冷热裂纹、未焊透、夹渣、气孔及咬边等，焊接过程中近缝区较高的残余应力（包括焊缝及热影响区相变的组织应力），以及焊接过程高温下的组织软化和冷却后产生的脆化等，都是造成接头失效的根源，也为接头的脆断或扩展提供了条件。

2.  结构件焊接失效的危害性

井下工作面刮板输送机、转载机和破碎机，是采煤工作面的关键设备，工作面使用条件复杂。由于刮板输送机除要完成运煤、清理浮煤外，还要作为采煤机运行的轨道和牵引支承、液压支架前沿的基点，担负着采煤工艺过程中的落、装、运、支、控等全部工序，井下设备的可靠性决定了高效采煤的经济性，所以设备质量的好坏、寿命长短、性能的优劣，直接影响着煤炭生产。

由于刮板输送机和转载机的使用特点，中部槽之间的联结强度和可靠性显得尤为重要，而其结构大多由铸钢件与普通低合金板Q345（16Mn） 以及高强板和耐磨板（NM360）焊接而成，铸钢件以碳锰硅（C-Mn-Si）系列为主。多年实践证明，此类铸钢的焊接性能比较好，但焊接结构件的接头失效也容易发生在这类结构件的焊接部位，一旦在井下工作面使用中发生断裂失效，将影响整台设备的正常运转甚至停产，造成很大的经济损失。

3.  焊接失效形式

由于其结构本身的特殊性，焊接失效形式也不一样。

（1）因设计不合理，存在局部刚性过大，应力集中的现象。

（2）材料缺陷。铸钢件相对于轧制板材存在着冲击韧度差，屈服强度低的特点，还有焊接工艺制定不合理、焊接规范的运用不当、焊接方法的选择不正确等。

（3）焊工技术水平高低与焊接位置的好坏；还有焊接检验水平，包括对材质的检验和焊缝检验等。另外，环境温度对焊接质量也是一个重要的影响因素。

以上都可能是造成焊接接头失效的原因，一旦存在上述缺陷的结构件进入使用阶段，就很难避免失效、损坏情况的发生。

综上所述，要避免此类结构件焊接失效的产生，单纯的从某一个方面分析解决问题，是不符合实际的，它是多种因素的综合，但在一定条件下，则是某种因素起到主要作用的情况下而产生的结果。这就要从设计、工艺、材料及焊接等多方面去考虑，尽量使以上几方面的因素达到合理化，找出最主要原因，采取必要的工艺措施，才能有效地加以防止。

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