液壓支架底座焊接工藝改進(jìn)

冀中能源機(jī)械裝備集團(tuán)有限公司邢臺(tái)機(jī)械廠 （河北 054000） 郭瑞燕

1. 概述

液壓支架是煤礦綜合機(jī)械化采煤工作面的重要支護(hù)設(shè)備，其主要組成部分有底座、頂梁、掩護(hù)梁及液壓缸等，各部件裝配尺寸要求較高，總裝時(shí)要保證各部件安裝銷(xiāo)軸穿插靈活，保證支架使用性能和整體性能。其底座一般是由鋼板焊接成的箱體式結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，焊接量大，焊接尺寸不易保證，容易產(chǎn)生焊接變形。因此，焊接質(zhì)量的保證和焊接變形的控制是質(zhì)量控制的關(guān)鍵，也是支架制造的關(guān)鍵。經(jīng)過(guò)認(rèn)真分析制定了底座合理的焊接工藝，有效地控制了焊接變形，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

以ZF45.00液壓支架的底座焊接為例，由于焊接變形，導(dǎo)致底座在焊接后出現(xiàn)內(nèi)主肋內(nèi)側(cè)的肋板鉸接孔中心在垂直方向向下收縮，使其與兩件內(nèi)主肋三孔不同心，同軸度無(wú)法保證。

2. 焊接變形控制

針對(duì)上述問(wèn)題，我們分析影響焊接結(jié)構(gòu)變形的因素主要有焊接參數(shù)、裝配及焊接順序，焊縫在結(jié)構(gòu)中的位置，以及結(jié)構(gòu)的剛性等。

（1）控制變形 從焊接參數(shù)入手，采用混合氣體保護(hù)焊（80%Ar+20%CO2），并選用φ1.2mm焊絲。具體焊接參數(shù)選用：打底焊接電流280～320A，電弧電壓36～38V，成形焊接參數(shù)為焊接電流320～360A，電弧電壓36～38V，焊接速度500mm/min，氣體流量20L/min。選用小直徑的焊絲和偏低電流，減小了焊件的受熱范圍和焊接應(yīng)力，從而減小了焊接變形。

（2）支架底座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)分析 外主肋沒(méi)有鉸接孔，前后連桿均為單連桿與底座內(nèi)主肋通過(guò)鉸接軸裝配，且在內(nèi)主肋內(nèi)側(cè)還包含一種主肋板（ZF45.0806）。對(duì)接時(shí)，一般按常規(guī)工藝穿軸對(duì)接，即先將肋板（ZF45.08BT－7）對(duì)接到位后再對(duì)接肋板（ZF45.0806），所以導(dǎo)致肋板（ZF45.0806）的垂直公差分布受其下方肋板（ZF45.08BT－7）的影響，分布并不均勻；焊接時(shí)，由于高溫熔化焊接完成后冷卻，垂直方向向下的拉伸，且肋板本身長(zhǎng)度較短，質(zhì)量較小，以及對(duì)接時(shí)縫隙被填平，導(dǎo)致焊接完成后，肋板（ZF45.0806）在垂直方向向下產(chǎn)生焊接收縮，從而關(guān)鍵尺寸主肋（ZF45.0802）、主肋（ZF45.0803）、肋板（ZF45.0806）鉸接孔φ101mm同軸度不能滿足設(shè)計(jì)要求，如圖1～圖3所示。

圖 1

圖 2

圖 3

3. 改進(jìn)措施

通過(guò)對(duì)以上產(chǎn)生焊接變形的原因分析，結(jié)合我廠生產(chǎn)能力對(duì)實(shí)際生產(chǎn)焊接工藝做出如下改進(jìn)。

（1）焊接時(shí)嚴(yán)格掌握公差標(biāo)準(zhǔn) 在保證底座力學(xué)性能以及結(jié)構(gòu)要求的前提下，適當(dāng)加大肋板（ZF45.0806）中鉸接孔的公差，通過(guò)結(jié)合各方面分析后得出公差范圍由上偏差+0.54mm、下偏差+0.34mm，改為上偏差+0.74mm、下偏差+0.54mm。

（2）考慮垂直方向拉伸力 主要為垂直向下作用力，在對(duì)接過(guò)程中將鉸接孔公差預(yù)先全部預(yù)留在垂直向上方向，用以減少或者抵消焊接完成后變形量。此過(guò)程的實(shí)現(xiàn)為肋板（ZF45.0806）對(duì)接時(shí)，在其鉸接孔上方墊支撐物如圖4所示。

（3）調(diào)整工藝 常規(guī)工藝對(duì)接時(shí)，肋板（ZF45.08BT－7）對(duì)肋板（ZF45.0806）的影響較大，在此次制作中打破常規(guī)，先將肋板（ZF45.0806）位置確定后，再找正肋板（ZF45.08BT－7）的位置，以大幅度降低出現(xiàn)偏差的可能性。

在焊接過(guò)程中，先焊接肋板（ZF45.08－12）、肋板（ZF45.08BT－8）、肋板（ZF45.08BT－9）、肋板（ZF45.0806）垂直方向的焊縫，再焊接水平方向的焊縫，用以增加其垂直方向的受力性能，如圖4所示。

圖 4

4. 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)合理的焊接工藝，有效地控制了底座的焊接變形，焊后結(jié)構(gòu)尺寸達(dá)到圖樣技術(shù)要求，從而保證了整批液壓支架的制造質(zhì)量。