井下液压支架结构件焊接工艺研究

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摘 要 随着煤矿资源应用逐渐增强，对煤矿生产研究是相关人士探究的重要课题。在煤矿生产中掘进支护是一个重要组成部分，不但结构复杂而且要求也高。而液压支架结构是否牢固，直接和焊接工艺相关。本文阐述了煤矿液压支架结构的组成，探析怎样焊接才能够确保焊接质量，为行业内提供理论参考依据。 

　　关键词 液压支架；焊接工艺；煤矿 　　   　　0 引言  　　2012年11月，山西某小煤矿发生了坍塌事件，事后对该事件分析发现问题就在于支架结构件存在焊接隐患。对于煤矿生产而言，支护设备是重要组成部分。而对结构件焊接好坏直接关系着支护效果，关系着整个掘进面的安全。因此，探究结构件的焊接工艺具有实际价值。  　　1 液压构件组成  　　液压支架主要作用是用来承受重力，因此各个构件上各种配件是钢板焊接而成的，这些部件共同形成了组合箱体结构。在实际焊接中，极难确保焊接尺寸、焊接量大及结构复杂，并且还极易发生焊接变形。所以在焊接支架构件时如何控制焊接质量，焊接不变形成为了关键因素。  　　2 焊接液压支架构件工艺  　　2.1 液压支架的焊接性  　　对于低合金钢而言，焊接上常常会出现热裂纹、冷裂纹及淬硬倾向各种特点，因此焊接中存在较大难度。焊接时一旦处理热影响区不恰当，就可能出现硬而脆的马氏体组织，就会降低合金钢的塑性和韧性，会恶化钢结构耐应力腐蚀性能加重其冷裂纹，因此焊接时要使用较小热输入。一旦热输入过高，就会在热影响下导致钢结构过热与催化，影响其性能。当对合金钢接头进行焊接时，就要防止因氢造成裂纹的缺陷。最有效的防范措施就是焊接时，要严格控制在低氢环境中，让气体对焊接进行保护，严格按照要求使用脱脂焊接材料， 必要时一定要做好干燥处理。  　　一般液压支架构件所用板材较厚，并且其抗拉的强度比较大，常常需要采用预热措施。进行预热之后就能够减小焊缝应力、裂纹等各种作用。在焊接时还要确保钢结构均匀受热，就需要对各个部件进行整体预热，之后才能快速进行焊接。当然要保证焊接质量，要依据合金钢性能，其终焊温度是不能够比80摄氏度低，焊接时一旦温度低于了该值就要立即停止焊接，对钢结构重新预热后才能够继续焊接。  　　2.2 焊前的准备  　　焊接时要选用那种方式，必须要根据焊缝的结构特征、焊缝形式及对焊缝强度要求，根据各种要求进行综合性选择。在实际焊接中基本都使用二氧化碳气体保护焊接法，使用这种方法具备高扛冷裂能力，并且这种焊接法还具备熔池可见度好、无熔渣、效率高、热量集中等各种优势。在开始焊接时还必须要准备好其他各种材料，包含了控制焊接材料、材料复验、清理焊道及备料等，只有做好了前期准备工作，才能够确保焊接质量。  　　2.3 实施焊接  　　1）焊接气体的选择  　　本研究中的焊缝使用了角焊缝及V形焊缝，而各个接头焊接方式比较多，比如T型接头、角接接头、对接接头及搭接接头等等，在焊接时要选用那种方式就必须要依据构件特征、对焊缝强度要求及焊缝形式，基本上都选用混合气体，其中含有氩气80%、二氧化碳20%，使用该气体可以降低飞溅、改善成形、控制熔深等，有效提升了液压支架的焊接质量。  　　2）焊材及焊接设备的选择  　　在选择焊焊材之时一定要考虑到母材强度与焊缝金属，要选择与之匹配的材料，假如扛拉的强度超过800mPa的焊缝，要考虑选择JL-75A型，打底上选用直径是1.4高强药芯的焊锡丝，填充及盖面应该选用直径是1.6药芯焊锡丝，本文选用了焊接机是NBC630型。  　　3）焊接规范要求  　　其一焊前进行预热；只有预热和理财能够控制焊接冷却速度，降低了应力作用，减小了因热影响而出现淬硬马氏体，这样才有助于焊接中的氢从接头逸出；  　　其二焊接规范要求；一旦将工件出炉后就放置到非焊接区域中，并且使用石棉将工件盖住，焊接时必须连续进行，只有温度达到150—180摄氏度时才能够开始焊接，无论是一次还是二次都必须要将温度控制到80—175摄氏度；焊接盖板时要确保温度位于100—175摄氏度范围，而层间温度不能够超出200摄氏度。如果温度没有达到这个范围，就必须停止焊接；  　　其三工艺参数设施；焊接之时其电流要确保处于280A～350A范围中，焊接时电压处于34V～38V范围中，焊接时要把速度保持到180～480mm/min范围中，而伸出的长度位于15～20mm范围中。  　　2.4 焊后热处理应力  　　焊后要进行热处理，主要是要消除焊接时产生的内应力，确保支架构件稳定性，增强抗应力腐蚀程度，改变支架构件接头力学以及相关组织性能，增强焊接质量稳定性及安全性。当进行热处理时所需稳定要低于合金钢的回火温度，因为要防止发生回火脆性，当焊件温度降到了50摄氏度前就要实施热处理。  　　3 结论  　　在煤矿生产中支架结构非常重要，直接关系着正常生产。因此做好支架结构的焊接工艺，确保构件质量十分重要。也只有合理的焊接工艺，才能够控制构件在焊接中变形，确保构建的焊缝外观、几何尺寸及变形在标准范围中，进而保证整个液压支架整体质量。  　　参考文献  　　[1]张为群.Q690低合金高强度钢的焊接工艺分析[J].金属加工：热加工，2008（22）：134-136.  　　[2]王罡.浅析煤矿液压支架结构件焊接工艺[J].煤，2008（1）：99-103.  　　[3]王森全.大采高液压支架高强度结构件的焊接工艺[J]. 采矿技术，2007（2）：106-108