井下液壓支架焊接工藝分析論文
井下液壓支架焊接工藝分析論文
1液壓支架結構件的組成和作用
煤礦採煤工作中需要能承受巨大壓力的支撐裝置來保護採煤工作面的安全和各種裝置的正常運轉，而液壓支架就是為了保護採煤工作面的安全和其他裝置的正常運轉而製造的。液壓支架的結構組成一般為頂梁、掩護梁、前梁、尾梁、底坐、上下連桿等組成。這些結構件質量的好壞直接影響液壓支架的使用安全和壽命[2]。
2行業內關於支架構件的質量標準
支架構造件的製造執行《支架構造件製造技術的條件》、《液壓支架結構件的通用技術條件》、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》等相關國家標準。技術要求為以下幾點。1）焊接構造件外形不能出現尖角。2）鉸接部位四孔同軸度為12mm。3）構造中平面沒有標註的直線度公差不能超過1000mm。4）在以l000mm長度為直徑的範籌內未注平面度公差不能超過2mm。5）焊縫抗拉強度不得低於520MPa。所有焊縫應符合MT312—92《液壓支架構造件通用技術的條件》中規定的關於焊縫的質量的一些要求，而且絕不能出現裂痕、氣孔、夾渣、焊縫之間有間斷，或者沒有熔合好等現象。
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，保證焊接的質量，提高焊接焊縫的效率，而且還能做到沒有熔渣，熔池的能見度也很好，由於熱量集中，所以焊接中產生的變形比較小，同時還能做到在焊接的接頭處含氫量也比較低。焊接裝置的抗拉強度如果在520MPa以上，那麼焊接材料就應該選擇相應引數的焊絲，若是抗拉強度高於600MPa的，應該選擇更高質量要求的焊絲，而且要用直流焊接[3]。
4液壓支架構件的焊接工藝
4.1液壓支架結構件的焊接性
焊接中經常會遇到各種難題，而且難度較大，這是由於低合金鋼在焊接時常常會出現熱裂紋、冷裂紋及淬硬傾向等各種現象特點。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，而且還會使鋼結構耐應力腐蝕效能惡化，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，那肯定會出現鋼結構由於熱量太高以及催化作用而使得結構有所變化，就會大大降低效能。焊接時，為防止因為氫含量造成有裂紋的請況出現，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境中進行，同時，要按照焊材的相關標準選取焊接材料，並保證絕對的乾燥環境。一般液壓支架結構件都會採用板材較厚的構件，而且這種構件的抗拉強度比較大，因此必須要採用預熱措施。在焊接時還要非常值得注意的是確保鋼結構均勻受熱，這就需要我們對各個部件進行整體預熱，在這之後才能快速的進行焊接工作。當然還是要注意保證焊接質量，必須要根據合金鋼的效能，要保證終焊溫度高於80℃，因為只要溫度低於這個數值那就必須要立即停止焊接，然後對鋼結構重新預熱，之後後才可以繼續焊接。
4.2焊前材料準備
焊接必須要根據焊縫的結構特徵、焊縫形式還有對焊縫強度的要求，根據各種相關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、材料的複驗、焊道清理等的選擇，為了保證焊接工作的質量，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支架結構件的特徵、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到處飛濺的危險，一般會採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，還能改善焊接結構件的'成形，控制熔深等，大大提高了液壓支架結構件的焊接質量[4]。
4.3.2焊接材料以及焊接裝置的選擇
焊接材料中的母材強度以及焊縫處要用到什麼樣的金屬，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，就會出現焊接的變形或者根本無法焊接，也有可能出現其他一些損害，因此對於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量，才能保證焊接工作的順利進行。
4.3.3焊接時的一些規範性要求
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，減小了由於熱影響而造成的淬硬馬氏體的出現的機率，這樣才更有助於焊接中的氫氣體能從接頭逸出。2）規範性操作流程。一旦將工件完工出爐後就馬上將其放置到非焊接區域中，並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；要保證溫度處於100~175℃的範圍內時才能開始焊接蓋板，而且板材間的溫度絕對不能高於200℃，溫度控制不當會影響整個焊接工作的質量，適當的時候還要停止焊接。3）焊接工藝的一些電壓電流引數設定。焊接過程中，電流不能超出280～350A的範圍值，同時電壓也不能超出34~38V的範圍值，焊接的速度必須保持在180～480mm/min範圍之間[5]。
4.4焊接後的熱處理應力
焊接後要進行熱處理，主要是為了消除在焊接過程中產生的內應力，以確保支架結構件的穩定性，增強支架構件的抗應力腐蝕程度，熱處理還能改變支架構件接頭力學以及相關組織的效能，提高焊接質量並且增強其穩定性及安全性。在熱處理過程中，溫度一定要高於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，否則就會出現回火脆性的情況發生。
5結語
隨著煤礦企業的發展，煤礦生產也越來越注重質量和安全保障，而液壓支架結構件的焊接直接關係到企業生產的正常執行。只有做好支架結構件的焊接工作才能保證支架結構件的質量，保證企業的良性發展。
參考文獻
[1]陳衛海，董曉英，韓剛，等.液壓支架頂梁體結構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.液壓支架結構件焊接工藝研究[J].同煤科技，2014（1）：24-28.
[3]張新民，史新恩.液壓支架結構件焊接工藝[J].金屬加工（熱加工），2013（24）：42-43.
[4]高建文.井下液壓支架結構件焊接工藝研究[J].科技傳播，2013（11）：162.
[5]張亞鵬.煤礦液壓支架結構件焊接工藝研究[J].科技創業家，2013（6）：82.