礦用液壓支架結構件焊接工藝分析

時間:2022-09-15 10:28:14

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礦用液壓支架結構件焊接工藝分析

摘要:以礦用液壓支架結構件焊接工藝為研究對象,闡述焊接技術的相關要求,對液壓支架結構件的焊接工藝進行深入分析,旨在為相關工作人員提供一定借鑒。

關鍵詞:礦用;液壓支架結構件;焊接工藝

當前,在中國煤炭企業發展速度日益提升的同時,中國煤炭企業對生產的要求也越來越高。在煤炭采掘中,最重要的就是支護設備,即液壓支架結構件。由于液壓支架結構相對較復雜,焊接量較大,給液壓支架結構件的焊接工作提出了較高要求[1]。為保證液壓支架焊接結構件的綜合力學性能,滿足高強度、高可靠性的設計和使用要求,達到與國際先進水平對接要求,以焊接為關鍵工藝方法的液壓支架制造廠,對產品的焊接質量提出了更高的要求。如何不斷提高焊接質量以應對液壓支架的高性能、高可靠性要求,也是液壓支架制造企業共同關心的問題。隨著長期的實踐努力,中國已經制定出了科學的焊接工藝,推動焊接技術不斷進步。

1液壓支架結構件的焊接技術要求

在液壓支架結構件焊接過程中不得出現尖角,在焊接過程中,不得出現焊接斷裂、有氣孔及未融合的問題。進行液壓支架結構件的焊接過程中應該注意抗拉強度,要保證這一強度在550MPa以上,另外,若結構件在焊接中出現焊縫區域,要嚴格按照操作標準的要求,將焊接質量控制在較高范圍內,以便保證結構件質量。焊接中的鉸接部位四孔的同軸度應保持在1mm~2mm范圍內。

2焊接工藝的分析與制定

2.1鋼材焊接性能評價。應國家標準要求,要科學選取液壓支架結構件鋼材,將所選取鋼材的合金元素含量控制在1%~3%之間,且碳含量小于0.2%,以便保證鋼板自身的焊接性能。另外,保證鋼板焊接性還需要考慮焊接的預熱溫度。在開展焊接之前,應該將鋼板事先進行預熱,預熱溫度要控制在100℃~150℃范圍內為最佳,同時,鋼板的焊接工序應該盡量在室內開展,并保持室內溫度高于5℃[2]。2.2焊接方式的選取。在綜合考量支架結構件特點、焊接形式與焊接要求的基礎上,最好選用CO2氣體對焊縫進行有效保護。這是由于CO2氣體具有較強的抗冷裂功能,這一功能可以確保焊接過程中不出現熔渣,且焊接時間消耗較小,熔池可見度也很高。CO2氣體有助于熱量的集中,這一優勢可以有效防止焊接變形及接頭處含氫量較低[3]。

3礦用液壓支架結構件的焊接工藝

3.1焊接前的準備工作

在開展液壓支架結構件焊接工作前應先做好充分的準備工作,確保焊接工作可以順利進行。要明確焊接過程中選用的焊接工藝,焊接工藝的選取是否合理直接關系到焊接工作能否順利開展。在選擇焊接工藝時,應建立在液壓支架結構件焊縫特征與焊接操作要求的基礎上。另外,在選取合適的焊接工藝后,要著手準備其它焊接所需材料與設備等。焊接工作開展前需要準備的技術工作流程主要包括:a)要對焊接所需板材進行噴砂處理;b)在進行支架結構件坡口的焊接時,要以坡口傾斜角度為依據進行切割式處理;c)為避免焊接口快速冷卻,盡量杜絕因未能緩慢冷卻而導致焊接裂紋的現象發生,應在進行支架結構件的焊接工作前做好預熱。值得注意的是,在預熱過程中要確保預熱溫度合理,以期到達最佳焊接效果。選擇合理的預熱溫度的原因在于:不同材質的焊接需要不同的預熱溫度,這樣才能取得良好的焊接效果。例如,在進行低合金結構鋼的焊接預熱時,若預熱溫度較高則會出現焊縫晶粒粗大,韌性大幅度下降,另外還可能出現氣孔。由此可見,為了避免焊接裂紋的發生,合理的預熱溫度至關重要[4]。

3.2控制焊接工藝

做好焊接工藝的控制工作是提升礦用液壓支架結構件焊接質量的關鍵。換句話說,在進行支架結構件的焊接工作中,應該進行焊接工藝的有效控制,保證焊接質量,提升支架結構件的整體質量,進而推動中國煤礦企業施工順利開展。3.2.1合理選用焊接材料。支架結構件的原材料構成了整個支架結構,因此,原材料質量如何直接關系到整個支架結構件的整體質量。在焊接工作開展以前,焊接人員要事先對焊接原材料進行檢查,了解原材料構成、質量合格證明與廠家情況等,以便針對這些基本情況進行合理計劃,選擇合適的焊接材料,充分滿足焊接條件,符合焊接的標準和要求。3.2.2做好材料處理工作。從通常情況來看,待焊接的材料往往擱置時間較長,長時間擱置會導致材料表面生成鐵銹。鐵銹勢必會給焊接工作造成不利影響,因此,要求焊接人員在焊接以前,先對材料做好相應的處理工作,在鋼板下料前進行必要的除銹防腐與矯正處理。嚴格按照支架結構件的相關操作繼續進行材料切口,切割工作應選用數控火焰切割機進行。3.2.3點裝結構部件。點裝結構部件是開展液壓支架結構件焊接工作前的必要準備工作。從具體操作規則來看,在進行點裝結構部件工作之前,應該考慮到空隙與變形等因素,保留一定的尺寸,為后期的焊接工作做好提前的準備。應注意的是,焊接工作開展之前要進行必要的打底焊,在此基礎上方可開始整體焊接。另外,要對焊接高度、長度及焊接的間隔做明確控制,按照相關標準嚴格操作,減少氣孔出現和裂紋現象的發生,確保支架結構件質量,切實提升其安裝的穩定性[5]。3.2.4確保焊接溫度合理。在整個礦用液壓支架結構件焊接工程中,焊接溫度在整個工作中處于關鍵位置,它對焊接起到重要作用。合理的焊接溫度可以提升焊接的工藝效果,反之,則會影響焊接質量。根據相關操作規范可知,焊接工作應在室內進行,室內溫度應維持在5℃~10℃之間,若溫度太低則會造成焊接變形,影響焊接質量。

4結語

從近幾年引進的國外先進的液壓支架來看,兩柱高工作阻力、高可靠性是液壓支架的發展方向,也是液壓支架技術創新的努力目標。若要滿足該設計要求,焊接結構件的鋼材選用和焊接工藝是關鍵因素。所以,良好的焊接品質依賴于對焊接材料的合理選擇及焊接工藝的熟練掌控。當前,中國液壓支架結構件的焊接工作正不斷向前發展,朝著高質量、高水平方向邁進。盡管發展速度較快,但仍有需要進一步發展和完善。在進行液壓支架結構件焊接過程中,應該在相關操作規范與嚴格的工藝流程的要求下進行,在焊接前應做好充分的準備工作,確定原材的構成與合格證明后,選擇合適的焊接材料,同時,對擱置時間較長的材料進行除銹與矯正處理。另外,要進行點裝結構部件,將焊接溫度保持在合理范圍內,避免焊接材料形變而導致焊接質量下降。良好的焊接工作是整個焊接工作的靈魂,要不斷更新焊接工藝,提升液壓支架結構件的質量,以推動煤礦企業安全生產。

作者:陳文靖 單位:霍州煤電集團鑫鉅煤機研究所

參考文獻:

[1]中華人民共和國煤炭工業部.MT/T587—1996液壓支架結構件制造技術條件[S].北京:煤炭工業出版社,1996.

[2]毛衛農,李繼輝.提高焊接質量的環節與途徑[J].焊接技術,2007,36(3):74-75.

[3]趙俊麗,尹永霞.900MPa高強鋼低匹配焊接研究及應用[J].焊接技術,2009(9):21-24.

[4]丁農.液壓支架結構件焊接質量控制[J].煤礦機械,2010(9):26-28.

[5]張偉.液壓支架與機采設備的約束關系及其控制模型[J].中國礦業大學學報,2005(3):18-23.