井下液壓支架焊接工藝分析論文
1液壓支架結(jié)構(gòu)件的組成和作用
煤礦采煤工作中需要能承受巨大壓力的支撐設備來保護采煤工作面的安全和各種設備的正常運轉(zhuǎn)，而液壓支架就是為了保護采煤工作面的安全和其他設備的正常運轉(zhuǎn)而制造的。液壓支架的結(jié)構(gòu)組成一般為頂梁、掩護梁、前梁、尾梁、底坐、上下連桿等組成。這些結(jié)構(gòu)件質(zhì)量的好壞直接影響液壓支架的使用安全和壽命[2]。
2行業(yè)內(nèi)關(guān)于支架構(gòu)件的質(zhì)量標準
支架構(gòu)造件的制造執(zhí)行《支架構(gòu)造件制造技術(shù)的條件》、《液壓支架結(jié)構(gòu)件的通用技術(shù)條件》、GB5293—85《低合金焊條》、GB8110—87《二氧化碳氣體保護以及焊用鋼焊絲》和GB9448—88《焊接與切割安全》等相關(guān)國家標準。技術(shù)要求為以下幾點。1）焊接構(gòu)造件外形不能出現(xiàn)尖角。2）鉸接部位四孔同軸度為12mm。3）構(gòu)造中平面沒有標注的直線度公差不能超過1000mm。4）在以l000mm長度為直徑的范籌內(nèi)未注平面度公差不能超過2mm。5）焊縫抗拉強度不得低于520MPa。所有焊縫應符合MT312—92《液壓支架構(gòu)造件通用技術(shù)的條件》中規(guī)定的關(guān)于焊縫的質(zhì)量的一些要求，而且絕不能出現(xiàn)裂痕、氣孔、夾渣、焊縫之間有間斷，或者沒有熔合好等現(xiàn)象。
3焊接要點
焊接時最好是用抗冷裂能力特別高的二氧化碳氣體，這種氣體能夠更好地保護焊縫的焊接，保證焊接的質(zhì)量，提高焊接焊縫的效率，而且還能做到?jīng)]有熔渣，熔池的能見度也很好，由于熱量集中，所以焊接中產(chǎn)生的變形比較小，同時還能做到在焊接的接頭處含氫量也比較低。焊接設備的抗拉強度如果在520MPa以上，那么焊接材料就應該選擇相應參數(shù)的焊絲，若是抗拉強度高于600MPa的，應該選擇更高質(zhì)量要求的焊絲，而且要用直流焊接[3]。
4液壓支架構(gòu)件的焊接工藝
4.1液壓支架結(jié)構(gòu)件的焊接性
焊接中經(jīng)常會遇到各種難題，而且難度較大，這是由于低合金鋼在焊接時常常會出現(xiàn)熱裂紋、冷裂紋及淬硬傾向等各種現(xiàn)象特點。焊接過程中，如果對這些熱影響處理不當，很可能就會出現(xiàn)硬而脆的馬氏體組織，進而降低合金鋼的塑性和韌性，而且還會使鋼結(jié)構(gòu)耐應力腐蝕性能惡化，從而加重了冷裂紋，所以說在焊接時必須要使用較小的熱輸入值。若是熱輸入值太高，那肯定會出現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)由于熱量太高以及催化作用而使得結(jié)構(gòu)有所變化，就會大大降低性能。焊接時，為防止因為氫含量造成有裂紋的請況出現(xiàn)，就要在焊接過程中嚴格控制氫含量，保證焊接工作在氫含量很低的環(huán)境中進行，同時，要按照焊材的相關(guān)標準選取焊接材料，并保證絕對的干燥環(huán)境。一般液壓支架結(jié)構(gòu)件都會采用板材較厚的構(gòu)件，而且這種構(gòu)件的抗拉強度比較大，因此必須要采用預熱措施。在焊接時還要非常值得注意的是確保鋼結(jié)構(gòu)均勻受熱，這就需要我們對各個部件進行整體預熱，在這之后才能快速的進行焊接工作。當然還是要注意保證焊接質(zhì)量，必須要根據(jù)合金鋼的性能，要保證終焊溫度高于80℃，因為只要溫度低于這個數(shù)值那就必須要立即停止焊接，然后對鋼結(jié)構(gòu)重新預熱，之后后才可以繼續(xù)焊接。
4.2焊前材料準備
焊接必須要根據(jù)焊縫的結(jié)構(gòu)特征、焊縫形式還有對焊縫強度的要求，根據(jù)各種相關(guān)硬性要求對焊接進行綜合性選擇。二氧化碳氣體保護法是最常見的一種氣體保護焊接法，二氧化碳氣體抗冷冽能力強，保證焊接工作的順利進行，有著熔渣少甚至沒有、熔池的能見度好等各種優(yōu)勢。在開始焊接時還必須要準備好其他焊接所需要的材料，比如說對控制焊接材料、材料的復驗、焊道清理等的選擇，為了保證焊接工作的質(zhì)量，就必須做好這些前期準備工作才行。
4.3焊接工作實施
4.3.1焊接氣體的選擇
我們以使用角焊縫及V形焊縫為例，而且各種接頭焊接方式還比較多，接頭種類有很多比如T型接頭、角接接頭、對接接頭還有搭接接頭等等，在焊接時必須要依據(jù)支架結(jié)構(gòu)件的特征、對焊縫強度的要求以及焊縫形式等來選擇用哪種方式進行焊接，為了降低焊接過程中出現(xiàn)到處飛濺的危險，一般會采用混合性氣體做保護，有大量的氬氣和少量的二氧化碳混合而成，同時，還能改善焊接結(jié)構(gòu)件的'成形，控制熔深等，大大提高了液壓支架結(jié)構(gòu)件的焊接質(zhì)量[4]。
4.3.2焊接材料以及焊接設備的選擇
焊接材料中的母材強度以及焊縫處要用到什么樣的金屬，都是焊材的選擇工作中非常重要的一項，因為如果選擇不想符合的材料的話，就會出現(xiàn)焊接的變形或者根本無法焊接，也有可能出現(xiàn)其他一些損害，因此對于材料的選擇一定要慎之又慎。全面考量焊接工藝的各項條件和標準，一定要保證選材的質(zhì)量，才能保證焊接工作的順利進行。
4.3.3焊接時的一些規(guī)范性要求
1）焊接前必須要進行預熱。只有預熱合理才能夠有效控制焊接的冷卻速度，從而大大降低了應力作用，減小了由于熱影響而造成的淬硬馬氏體的出現(xiàn)的幾率，這樣才更有助于焊接中的氫氣體能從接頭逸出。2）規(guī)范性操作流程。一旦將工件完工出爐后就馬上將其放置到非焊接區(qū)域中，并且還要使用石棉將剛出爐的工件蓋住，而且在焊接時必須要連續(xù)進行不能有中斷行為，還要注意焊接時的溫度控制：如果溫度沒有達到150~180℃，萬萬不能開始焊接，溫度條件不具備，而且在焊接過程中還要一直注意溫度必須要控制在80~175℃之間；要保證溫度處于100~175℃的范圍內(nèi)時才能開始焊接蓋板，而且板材間的溫度絕對不能高于200℃，溫度控制不當會影響整個焊接工作的質(zhì)量，適當?shù)臅r候還要停止焊接。3）焊接工藝的一些電壓電流參數(shù)設置。焊接過程中，電流不能超出280～350A的范圍值，同時電壓也不能超出34~38V的范圍值，焊接的速度必須保持在180～480mm/min范圍之間[5]。
4.4焊接后的熱處理應力
焊接后要進行熱處理，主要是為了消除在焊接過程中產(chǎn)生的內(nèi)應力，以確保支架結(jié)構(gòu)件的穩(wěn)定性，增強支架構(gòu)件的抗應力腐蝕程度，熱處理還能改變支架構(gòu)件接頭力學以及相關(guān)組織的性能，提高焊接質(zhì)量并且增強其穩(wěn)定性及安全性。在熱處理過程中，溫度一定要高于合金鋼回火時的溫度，而且，必須要在焊接材料的溫度降到50℃以下的時候才能開始進行熱處理，否則就會出現(xiàn)回火脆性的情況發(fā)生。
5結(jié)語
隨著煤礦企業(yè)的發(fā)展，煤礦生產(chǎn)也越來越注重質(zhì)量和安全保障，而液壓支架結(jié)構(gòu)件的焊接直接關(guān)系到企業(yè)生產(chǎn)的正常運行。只有做好支架結(jié)構(gòu)件的焊接工作才能保證支架結(jié)構(gòu)件的質(zhì)量，保證企業(yè)的良性發(fā)展。
參考文獻
[1]陳衛(wèi)海，董曉英，韓剛，等.液壓支架頂梁體結(jié)構(gòu)件整體蓋面焊接工藝的研究[J].起重運輸機械，2017（1）：99-101.
[2]厲華.液壓支架結(jié)構(gòu)件焊接工藝研究[J].同煤科技，2014（1）：24-28.
[3]張新民，史新恩.液壓支架結(jié)構(gòu)件焊接工藝[J].金屬加工（熱加工），2013（24）：42-43.
[4]高建文.井下液壓支架結(jié)構(gòu)件焊接工藝研究[J].科技傳播，2013（11）：162.
[5]張亞鵬.煤礦液壓支架結(jié)構(gòu)件焊接工藝研究[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2013（6）：82.