淺析掘進(jìn)機(jī)鉚焊件制作中焊接溫度的控制

穆忠林

（佳木斯煤礦機(jī)械有限公司，黑龍江 佳木斯 154003）

1 前言

鉚焊是掘進(jìn)機(jī)機(jī)械生產(chǎn)中重要而常見(jiàn)的工藝，掘進(jìn)機(jī)鉚焊件加工包括眾多的工種，如：鉗工、鉚工、焊工，是一項(xiàng)復(fù)雜的加工工藝和生產(chǎn)過(guò)程，在掘進(jìn)機(jī)大型化、功能和的背景下，鉚焊件制作成為決定掘進(jìn)機(jī)技術(shù)性能、煤炭生產(chǎn)安全、企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。溫度是掘進(jìn)機(jī)鉚焊件制作過(guò)程中一個(gè)重要的參量，溫度控制不良加工出的掘進(jìn)機(jī)鉚焊件將不能發(fā)揮出設(shè)計(jì)的強(qiáng)度和功能，不但會(huì)影響掘進(jìn)機(jī)性能，還會(huì)影響煤炭生產(chǎn)的進(jìn)程與安全。應(yīng)該從掘進(jìn)機(jī)鉚焊件加工過(guò)程的熱力學(xué)分析入手，對(duì)于影響掘進(jìn)機(jī)鉚焊件質(zhì)量的各要素進(jìn)行逐一確定，進(jìn)而找到提高掘進(jìn)機(jī)鉚焊件控制溫度，提升掘進(jìn)機(jī)鉚焊件加工質(zhì)量的措施，以達(dá)到對(duì)掘進(jìn)機(jī)技術(shù)性能的保障與提高作用。

2 掘進(jìn)機(jī)鉚焊件溫度的熱力學(xué)分析

2.1 掘進(jìn)機(jī)鉚焊件加工中熱傳導(dǎo)的主要形式。掘進(jìn)機(jī)鉚焊件制作過(guò)程中受熱呈現(xiàn)局部化，導(dǎo)致在鉚焊件和掘進(jìn)機(jī)其他部位之間存在一定的溫度差異，這會(huì)形成鉚焊件與周邊結(jié)構(gòu)之間的輻射和傳導(dǎo)兩種熱傳遞，如果不對(duì)熱傳遞進(jìn)行全面控制會(huì)出現(xiàn)鉚焊件溫度過(guò)低，或者是鉚焊件與其他結(jié)構(gòu)溫差，這些都不利于掘進(jìn)機(jī)鉚焊件的加工和制作，影響掘進(jìn)機(jī)鉚焊件的強(qiáng)度和性能，產(chǎn)生掘進(jìn)機(jī)的質(zhì)量隱患和通病。

2.2 掘進(jìn)機(jī)鉚焊件制作中接觸部位的分類。（1）鉚焊件焊縫，焊縫是鉚焊過(guò)程中熔池中成固態(tài)的金屬結(jié)晶，這是母材金屬結(jié)晶聚凝的表現(xiàn)，其成長(zhǎng)與熔池的池壁垂直。（2）鉚焊件熱熔區(qū)，焊縫和母材連接的半熔化狀態(tài)區(qū)域是熱熔區(qū)，這一區(qū)域呈現(xiàn)出化學(xué)成分復(fù)雜和晶體顆粒較大的特點(diǎn)，容易產(chǎn)生過(guò)熱組織。（3）焊接影響區(qū)，這是掘進(jìn)機(jī)鉚焊件焊接過(guò)程中熱量能夠傳導(dǎo)或輻射的部位，在制作過(guò)程中，這些部位會(huì)因熱量的影響而出現(xiàn)金相上的部分改變，進(jìn)而導(dǎo)致機(jī)械性能和強(qiáng)度的變化。

3 掘進(jìn)機(jī)鉚焊件制作中主要的影響因素

3.1 掘進(jìn)機(jī)鉚焊件焊接的熱特點(diǎn)。（1）掘進(jìn)機(jī)鉚焊件焊接的溫度高，普通的焊接件焊接溫度可以達(dá)到1600K。（2）掘進(jìn)機(jī)鉚焊件焊接升溫快，與常見(jiàn)的焊接熱處理相比，鉚焊的熱源非常集中，這會(huì)出現(xiàn)掘進(jìn)機(jī)鉚焊件溫度升高迅速的特點(diǎn)。（3）高溫保持時(shí)間短，由于掘進(jìn)機(jī)鉚焊件與其他結(jié)構(gòu)和部位緊密連接，很容易通過(guò)輻射和傳導(dǎo)將熱量迅速傳遞出去，這樣就會(huì)在短時(shí)間降低鉚焊件的溫度。

3.2 掘進(jìn)機(jī)鉚焊件焊接的溫控因素。如果在掘進(jìn)機(jī)鉚焊件制作中失去了對(duì)溫度的精確控制，將會(huì)導(dǎo)致掘進(jìn)機(jī)鉚焊件加工質(zhì)量和性能出現(xiàn)問(wèn)題和隱患，導(dǎo)致掘進(jìn)機(jī)鉚焊件溫控出現(xiàn)問(wèn)題的主要因素有：（1）沒(méi)有對(duì)掘進(jìn)機(jī)鉚焊件制作過(guò)程進(jìn)行溫度控制的意識(shí)，導(dǎo)致掘進(jìn)機(jī)鉚焊件焊接中沒(méi)有應(yīng)用相應(yīng)的技能和規(guī)范，最終出現(xiàn)掘進(jìn)機(jī)鉚焊件加工的質(zhì)量問(wèn)題；（2）掘進(jìn)機(jī)鉚焊件焊口沒(méi)有規(guī)范清理，出現(xiàn)積水、油污，這會(huì)降低焊接件溫度的傳遞，影響掘進(jìn)機(jī)鉚焊件加工的質(zhì)量。（3）焊接材料和器材問(wèn)題，二氧化碳純度不足，焊條質(zhì)量不高，母材技術(shù)性能有問(wèn)題等原因都會(huì)造成掘進(jìn)機(jī)鉚焊件制造過(guò)程中溫度控制失去精確性，導(dǎo)致掘進(jìn)機(jī)鉚焊件出現(xiàn)缺陷和隱患。

4 提升掘進(jìn)機(jī)鉚焊件的制作中溫度控制的方法

4.1 做好掘進(jìn)機(jī)鉚焊件制作的準(zhǔn)備工作。要采用熱切割的方式對(duì)掘進(jìn)機(jī)鉚焊件坡口進(jìn)行處理，防止母材邊緣形成淬硬層，淬硬層往往以其低塑性而造成冷加工的開裂，進(jìn)行這種處理可以有效的保證金屬的熱傳遞；必須要及時(shí)消除和清理焊接區(qū)域存在污漬問(wèn)題，比如水分、銹跡、氧化膜及其他污物等，以確保能夠?qū)崿F(xiàn)既定溫度，必要時(shí)要對(duì)焊接材料進(jìn)行除濕處理，以保證實(shí)現(xiàn)應(yīng)有的技術(shù)效果。

4.2 正確應(yīng)用掘進(jìn)機(jī)鉚焊件焊接操作工藝。在焊接的方法運(yùn)用上，采取特定的擺幅和坡口兩側(cè)的停頓，來(lái)控制熔池的問(wèn)題，使熔孔基本上一致，避免形成焊瘤；在焊接時(shí)，必須要高度重視焊接的角度，角度對(duì)溫度的影響絕對(duì)是決定性的，當(dāng)夾角垂直時(shí)，會(huì)使電弧相對(duì)集中，熔池溫度高；反之，則溫度低。在起弧時(shí)，一定要先進(jìn)行試驗(yàn)，在高度板上調(diào)整好電流強(qiáng)度，對(duì)溫度進(jìn)行檢測(cè)，合格后再劃擦引弧，利用反饋電路加強(qiáng)對(duì)溫度的控制，避免因升溫過(guò)高過(guò)快而導(dǎo)致的燒傷，最好采取直線運(yùn)條方式進(jìn)行焊接。進(jìn)行掘進(jìn)機(jī)鉚焊件熱處理要以消除殘余應(yīng)力為主，使金屬相變溫度點(diǎn)以下的熱量進(jìn)行均勻加熱，而后采用均勻冷卻的方式，消除應(yīng)力和退火。

結(jié)語(yǔ)

鉚焊件是掘進(jìn)機(jī)的重要結(jié)構(gòu)和功能部件，在煤炭市場(chǎng)需求旺盛，能源和資源大量需要增長(zhǎng)的背景下，掘進(jìn)機(jī)的技術(shù)性能、開采能力和安全有了更進(jìn)一步的提升，作為掘進(jìn)機(jī)生產(chǎn)制造企業(yè)應(yīng)該應(yīng)對(duì)這一行業(yè)、市場(chǎng)實(shí)際，以鉚焊件質(zhì)量的提升來(lái)確保掘進(jìn)機(jī)技術(shù)性能和安全水平。應(yīng)該對(duì)掘進(jìn)機(jī)鉚焊件溫度展開物理學(xué)、結(jié)構(gòu)學(xué)和熱力學(xué)的分析，確定影響掘進(jìn)機(jī)鉚焊件制作的主要因素，以加強(qiáng)掘進(jìn)機(jī)鉚焊件加工中技術(shù)的強(qiáng)化、扎實(shí)的準(zhǔn)備和規(guī)范的操作了確保掘進(jìn)機(jī)鉚焊件溫度的控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)機(jī)鉚焊件質(zhì)量和性能的保障，達(dá)到對(duì)掘進(jìn)機(jī)整體性能發(fā)揮和運(yùn)行安全的保障。

[1]陳黎明.焊接過(guò)程中溫度控制對(duì)焊件合格率的影響[J].中國(guó)包裝工業(yè)，2012（13）.

[2]劉曉燕.焊接接頭缺陷分析及預(yù)防的探討[J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2005（20）.