三方面闡述液壓支架焊接技術(shù)的應(yīng)用

楊東暉

摘 要：液壓支架焊接技術(shù)屬于全新的焊接技術(shù)，其建立在液壓支架上，因而所具有的精確度會(huì)相當(dāng)?shù)母?，并且它所擁有的焊接方法與其他的焊接有著相當(dāng)大的區(qū)別。文章主要從焊接的方法、材料和工藝參數(shù)上對(duì)整個(gè)焊接技術(shù)進(jìn)行了研究，并著重提出了其中的焊接質(zhì)量控制要點(diǎn)，對(duì)它的發(fā)展前景進(jìn)行了一定程度上的探索，闡述了其在現(xiàn)代焊接當(dāng)中的多方面應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：液壓支架；焊接技術(shù)；方法；材料

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.09.017

在現(xiàn)代化下的煤礦采掘工作當(dāng)中，液壓支架屬于其中的重要設(shè)備之一，而且它的功能主要在于使得煤礦采掘工作實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效化發(fā)展，而且能夠支撐頂板、推移相關(guān)的刮板機(jī)。液壓支架結(jié)構(gòu)十分的復(fù)雜，最主要的原因在于它所擁有紙板箱結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜，并且其中的焊縫呈現(xiàn)多樣化的發(fā)展?fàn)顩r，對(duì)于整個(gè)焊接質(zhì)量的提升有著最為明顯的作用。

自從上世紀(jì)的80年代開(kāi)始。世界上的煤炭工業(yè)便開(kāi)始朝著現(xiàn)代化的趨勢(shì)進(jìn)發(fā)，它們帶動(dòng)了整個(gè)液壓支架的迅速發(fā)展。尤其是西方國(guó)家，優(yōu)先在井下的作業(yè)當(dāng)中采用了先進(jìn)的液壓支架，其工作阻力相當(dāng)大，并且可靠性十分高，為實(shí)際的煤礦井下作業(yè)產(chǎn)生了良好的效果，而且逐步使得井下作業(yè)成為了新時(shí)期的集中化生產(chǎn)作業(yè)。而我國(guó)也在上世紀(jì)的90年代著重發(fā)展液壓支架的研制和開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，并且液壓支架的發(fā)展方向也開(kāi)始朝著大工作阻力以及高性能發(fā)展，這些內(nèi)容對(duì)當(dāng)前的液壓支架焊接提出了嚴(yán)格的要求。因而現(xiàn)如今國(guó)內(nèi)的焊接領(lǐng)域，已將提高整個(gè)液壓支架焊接的有效性作為液壓支架領(lǐng)域主要研究的方向和內(nèi)容之一[1]。

1 液壓支架焊接方法

液壓支架的焊接已然成為了人們主要關(guān)注的焊接內(nèi)容之一，而現(xiàn)代化的液壓支架也在發(fā)展的過(guò)程中形成了相當(dāng)多的焊接方法，其中不僅包括基礎(chǔ)的焊條電弧焊和二氧化碳電弧焊，而且有較為先進(jìn)的混合氣體電弧焊以及保護(hù)焊。在早期的時(shí)候，液壓支架主要被用在全方面的焊接當(dāng)中，而伴隨著焊接技術(shù)的不斷優(yōu)化，衍生出了質(zhì)量十分高的二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊，并且逐步應(yīng)用到當(dāng)代的液壓支架焊接當(dāng)中。尤其是一些高強(qiáng)鋼，本身的屈服強(qiáng)度已然高于650MPa，為了切實(shí)減少電弧上熱量的輸入，需要采用一些大直徑的焊條或者焊絲，而二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊以及混合氣體保護(hù)焊都需要采用一些1.2mm或者1.6mm的焊絲。由于二氧化碳?xì)怏w的純度對(duì)整個(gè)焊接質(zhì)量有著相當(dāng)大的影響，因而一般會(huì)要求其它的純度在在百分之99.5以上。在一些高端的液壓支架使用過(guò)程中，很多的液壓支架制造企業(yè)都認(rèn)為混合氣體的最佳配比應(yīng)當(dāng)為：φ（Ar）80%+φ（CO2）20%[4]。而在液壓支架的組成部分當(dāng)中，立柱等元件屬于最為基礎(chǔ)的內(nèi)容，而且一般會(huì)被應(yīng)用在活柱的焊接當(dāng)中，并廣泛采用先進(jìn)的旋轉(zhuǎn)焊接技術(shù)，也就是二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊以及混合氣體保護(hù)焊進(jìn)行固定，而活柱也會(huì)利用工裝進(jìn)行相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)較高質(zhì)量的焊接。由于活柱對(duì)表面質(zhì)量有著相當(dāng)大的要求，因而其對(duì)于整體的可靠性也會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的影響，可以利用一些離子弧噴涂或者激光溶敷進(jìn)行深層次的焊接，以提高其表面的耐磨和抗氧化性能。伴隨著液壓支架的全面發(fā)展，更多的先進(jìn)技術(shù)將會(huì)廣泛的應(yīng)用在液壓支架的制造當(dāng)中，而所能產(chǎn)生的效益也會(huì)不斷增加[2]。

2 液壓支架焊接材料

在我國(guó)的液壓支架制造當(dāng)中，很多時(shí)候會(huì)要求焊縫金屬在整個(gè)焊態(tài)下具有相當(dāng)高的力學(xué)性能，因而在選擇焊材的時(shí)候，很多企業(yè)會(huì)主張運(yùn)用等強(qiáng)匹配。但是西方國(guó)家的研究發(fā)展，如果采用了低強(qiáng)匹配，可以使得焊縫出現(xiàn)冷裂紋的狀況顯著減少，并且能夠被工程結(jié)構(gòu)的焊接廣泛使用?，F(xiàn)如今，國(guó)外對(duì)于這方面的研究并沒(méi)有實(shí)際的理論體系。但是如果金屬支架的結(jié)構(gòu)本身具有相當(dāng)大的剛度，在冷裂紋的出現(xiàn)屬于難以避免的狀況時(shí)，則需要選擇比元器件強(qiáng)度稍微弱一些的材料作為其中的填充金屬，也就是上文提到的低強(qiáng)匹配。而在接頭強(qiáng)度稍微降低的狀況下，需要提高接頭所具有的韌性，才能夠深層次提高接頭所具有的綜合性能，尤其是一些屈服強(qiáng)度本身在800MPa以上的結(jié)構(gòu)件[3]。

3 焊接工藝

在現(xiàn)代化的發(fā)展當(dāng)中，液壓支架的焊接工藝所擁有的參數(shù)不僅包括了基礎(chǔ)的焊接電流和電弧電壓，還有著焊接的速度以及焊接的順序，而當(dāng)焊接電流過(guò)大的時(shí)候，十分容易產(chǎn)生熱影響區(qū)催化，而如果焊接電流強(qiáng)度十分弱，又會(huì)使得焊縫內(nèi)部出現(xiàn)較大的裂紋。因而，在實(shí)際的電流選擇過(guò)程中，元控制在合適的角度，不僅不會(huì)產(chǎn)生催化的現(xiàn)象，而且也不可以產(chǎn)生裂紋。尤其電弧電壓對(duì)于整個(gè)焊接位置的外觀以及電弧的穩(wěn)定性有著相當(dāng)大的影響。在選擇電弧電壓的過(guò)程中，需要將電弧電壓與實(shí)際的焊接電流進(jìn)行匹配，尤其是一些氣體的保護(hù)焊，兩者之間的關(guān)系需要達(dá)到焊接電流I≤300A時(shí)，電弧電壓U=（0.04×I+16）±1.5V；焊接電流I>300A時(shí)，電弧電壓U=（0.04×I+20）±1.5V。如果在焊接的過(guò)程中，焊接速度相當(dāng)快，并且容易使得焊縫出現(xiàn)較大的熔寬，如果焊接速度十分慢又會(huì)導(dǎo)致HAz出現(xiàn)嚴(yán)重的催化現(xiàn)象，使得焊接出現(xiàn)深層次的變形狀況。在實(shí)際的液壓支架焊接當(dāng)中，需要將焊接電流控制在280到410A.之內(nèi)而電弧的電壓也需要控制在29到40V以內(nèi)，并且焊接速度應(yīng)當(dāng)保持在20到50m/h內(nèi)[4]。

4 結(jié)語(yǔ)

液壓支架焊接技術(shù)的應(yīng)用，在國(guó)內(nèi)的發(fā)展不同于其他的焊接工藝，其具有更高的精確度要求，而且所涉及的內(nèi)容也更加的廣泛。為了提高液壓支架焊接技術(shù)的實(shí)效性，在實(shí)際的焊接過(guò)程中，焊接人員需要根據(jù)實(shí)際的液壓支架狀況，選擇最為合適的焊接速度和電弧電壓，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的焊接。

參考文獻(xiàn)：

[1]馮占淼，李爭(zhēng)，丁高劍.基于ANSYS的液壓支架連桿體焊縫結(jié)構(gòu)形式優(yōu)化分析[J].焊接技術(shù)，2012（08）.

[2]范智欣.液壓支架結(jié)構(gòu)件焊接工藝研究[J].煤礦機(jī)電，2012（02）

[3]張禹飛.用氣體保護(hù)焊實(shí)現(xiàn)液壓支架千斤頂缸底及柱頭自動(dòng)焊接機(jī)的設(shè)計(jì)與操作[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2012（08）.

[4]趙忠剛，曹文明，虞長(zhǎng)江.高端液壓支架結(jié)構(gòu)件制造工藝的先進(jìn)性分析[J].科技資訊，2012（04）.