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(shè)備來保護(hù)采煤工作面的安全和各種設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn),而液壓支架就是為了保護(hù)采煤工作面的安全和其他設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)而制造的。液壓支架的結(jié)構(gòu)組成一般為頂梁、掩護(hù)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(biāo)準(zhǔn)
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?xì)怏w保護(hù)以及焊用鋼焊絲》和GB9448—88《焊接與切割安全》等相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)。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(biāo)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(qiáng)度不得低于520MPa。所有焊縫應(yīng)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?xì)怏w,這種氣體能夠更好地保護(hù)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(shè)備的抗拉強(qiáng)度如果在520MPa以上,那么焊接材料就應(yīng)該選擇相應(yīng)參數(shù)的焊絲,若是抗拉強(qiáng)度高于600MPa的,應(yīng)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(dāng),很可能就會出現(xiàn)硬而脆的馬氏體組織,進(jìn)而降低合金鋼的塑性和韌性,而且還會使鋼結(jié)構(gòu)耐應(yīng)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(yán)格控制氫含量,保證焊接工作在氫含量很低的環(huán)境中進(jìn)行,同時,要按照焊材的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)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(qiáng)度比較大,因此必須要采用預(yù)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(jìn)行整體預(yù)熱,在這之后才能快速的進(jìn)行焊接工作。當(dāng)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(yù)熱,之后后才可以繼續(xù)焊接。
4.2焊前材料準(zhǔn)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(qiáng)度的要求,根據(jù)各種相關(guān)硬性要求對焊接進(jìn)行綜合性選擇。二氧化碳?xì)怏w保護(hù)法是最常見的一種氣體保護(hù)焊接法,二氧化碳?xì)怏w抗冷冽能力強(qiáng),保證焊接工作的順利進(jìn)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(zhǔn)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(fù)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(zhǔn)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(qiáng)度的要求以及焊縫形式等來選擇用哪種方式進(jìn)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(hù),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(shè)備的選擇
焊接材料中的母材強(qiáng)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(biāo)準(zhǔn),一定要保證選材的質(zhì)量,才能保證焊接工作的順利進(jìn)行。
4.3.3焊接時的一些規(guī)范性要求
1)焊接前必須要進(jìn)行預(yù)熱。只有預(yù)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(yīng)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(jìn)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(dá)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(dāng)會影響整個焊接工作的質(zhì)量,適當(dāng)?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(shè)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(yīng)力
焊接后要進(jìn)行熱處理,主要是為了消除在焊接過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力,以確保支架結(jié)構(gòu)件的穩(wěn)定性,增強(qiáng)支架構(gòu)件的抗應(yīng)力腐蝕程度,熱處理還能改變支架構(gòu)件接頭力學(xué)以及相關(guān)組織的性能,提高焊接質(zhì)量并且增強(qiáng)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(jìn)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(yùn)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(xiàn)
[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(yùn)輸機(jī)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.