礦用液壓支架結(jié)構(gòu)件焊接工藝分析論文
摘要：以礦用液壓支架結(jié)構(gòu)件的焊接工藝為研究對(duì)象，闡述焊接技術(shù)的相關(guān)要求，對(duì)液壓支架結(jié)構(gòu)件的焊接工藝進(jìn)行深入分析，旨在為相關(guān)工作人員提供一定借鑒。
關(guān)鍵詞：礦用；液壓支架結(jié)構(gòu)件；焊接工藝
當(dāng)前，在中國(guó)煤炭企業(yè)發(fā)展速度日益提升的同時(shí)，中國(guó)煤炭企業(yè)對(duì)生產(chǎn)的要求也越來(lái)越高。在煤炭采掘中，最重要的就是支護(hù)設(shè)備，即液壓支架結(jié)構(gòu)件。由于液壓支架結(jié)構(gòu)相對(duì)較復(fù)雜，焊接量較大，給液壓支架結(jié)構(gòu)件的焊接工作提出了較高要求[1]。為保證液壓支架焊接結(jié)構(gòu)件的綜合力學(xué)性能，滿足高強(qiáng)度、高可靠性的設(shè)計(jì)和使用要求，達(dá)到與國(guó)際先進(jìn)水平對(duì)接要求，以焊接為關(guān)鍵工藝方法的液壓支架制造廠，對(duì)產(chǎn)品的焊接質(zhì)量提出了更高的要求。如何不斷提高焊接質(zhì)量以應(yīng)對(duì)液壓支架的高性能、高可靠性要求，也是液壓支架制造企業(yè)共同關(guān)心的問(wèn)題。隨著長(zhǎng)期的實(shí)踐努力，中國(guó)已經(jīng)制定出了科學(xué)的焊接工藝，推動(dòng)焊接技術(shù)不斷進(jìn)步。
1、液壓支架結(jié)構(gòu)件的焊接技術(shù)要求
在液壓支架結(jié)構(gòu)件焊接過(guò)程中不得出現(xiàn)尖角，在焊接過(guò)程中，不得出現(xiàn)焊接斷裂、有氣孔及未融合的問(wèn)題。進(jìn)行液壓支架結(jié)構(gòu)件的焊接過(guò)程中應(yīng)該注意抗拉強(qiáng)度，要保證這一強(qiáng)度在550MPa以上，另外，若結(jié)構(gòu)件在焊接中出現(xiàn)焊縫區(qū)域，要嚴(yán)格按照操作標(biāo)準(zhǔn)的要求，將焊接質(zhì)量控制在較高范圍內(nèi)，以便保證結(jié)構(gòu)件質(zhì)量。焊接中的鉸接部位四孔的同軸度應(yīng)保持在1mm～2mm范圍內(nèi)。
2、焊接工藝的分析與制定
2.1鋼材焊接性能評(píng)價(jià)。應(yīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，要科學(xué)選取液壓支架結(jié)構(gòu)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(yù)熱溫度。在開(kāi)展焊接之前，應(yīng)該將鋼板事先進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度要控制在100℃～150℃范圍內(nèi)為最佳，同時(shí)，鋼板的焊接工序應(yīng)該盡量在室內(nèi)開(kāi)展，并保持室內(nèi)溫度高于5℃[2]。
2.2焊接方式的選取。在綜合考量支架結(jié)構(gòu)件特點(diǎn)、焊接形式與焊接要求的基礎(chǔ)上，最好選用CO2氣體對(duì)焊縫進(jìn)行有效保護(hù)。這是由于CO2氣體具有較強(qiáng)的抗冷裂功能，這一功能可以確保焊接過(guò)程中不出現(xiàn)熔渣，且焊接時(shí)間消耗較小，熔池可見(jiàn)度也很高。CO2氣體有助于熱量的集中，這一優(yōu)勢(shì)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(jié)構(gòu)件的焊接工藝
3.1焊接前的準(zhǔn)備工作
在開(kāi)展液壓支架結(jié)構(gòu)件焊接工作前應(yīng)先做好充分的準(zhǔn)備工作，確保焊接工作可以順利進(jìn)行。要明確焊接過(guò)程中選用的焊接工藝，焊接工藝的選取是否合理直接關(guān)系到焊接工作能否順利開(kāi)展。在選擇焊接工藝時(shí)，應(yīng)建立在液壓支架結(jié)構(gòu)件焊縫特征與焊接操作要求的基礎(chǔ)上。另外，在選取合適的焊接工藝后，要著手準(zhǔn)備其它焊接所需材料與設(shè)備等。焊接工作開(kāi)展前需要準(zhǔn)備的技術(shù)工作流程主要包括：
a)要對(duì)焊接所需板材進(jìn)行噴砂處理。
b)在進(jìn)行支架結(jié)構(gòu)件坡口的焊接時(shí)，要以坡口傾斜角度為依據(jù)進(jìn)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(dǎo)致焊接裂紋的現(xiàn)象發(fā)生，應(yīng)在進(jìn)行支架結(jié)構(gòu)件的焊接工作前做好預(yù)熱。
值得注意的`是，在預(yù)熱過(guò)程中要確保預(yù)熱溫度合理，以期到達(dá)最佳焊接效果。選擇合理的預(yù)熱溫度的原因在于：不同材質(zhì)的焊接需要不同的預(yù)熱溫度，這樣才能取得良好的焊接效果。例如，在進(jìn)行低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接預(yù)熱時(shí)，若預(yù)熱溫度較高則會(huì)出現(xiàn)焊縫晶粒粗大，韌性大幅度下降，另外還可能出現(xiàn)氣孔。由此可見(jiàn)，為了避免焊接裂紋的發(fā)生，合理的預(yù)熱溫度至關(guān)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(jié)構(gòu)件焊接質(zhì)量的關(guān)鍵。換句話說(shuō)，在進(jìn)行支架結(jié)構(gòu)件的焊接工作中，應(yīng)該進(jìn)行焊接工藝的有效控制，保證焊接質(zhì)量，提升支架結(jié)構(gòu)件的整體質(zhì)量，進(jìn)而推動(dòng)中國(guó)煤礦企業(yè)施工順利開(kāi)展。
3.2.1合理選用焊接材料。支架結(jié)構(gòu)件的原材料構(gòu)成了整個(gè)支架結(jié)構(gòu)，因此，原材料質(zhì)量如何直接關(guān)系到整個(gè)支架結(jié)構(gòu)件的整體質(zhì)量。在焊接工作開(kāi)展以前，焊接人員要事先對(duì)焊接原材料進(jìn)行檢查，了解原材料構(gòu)成、質(zhì)量合格證明與廠家情況等，以便針對(duì)這些基本情況進(jìn)行合理計(jì)劃，選擇合適的焊接材料，充分滿足焊接條件，符合焊接的標(biāo)準(zhǔn)和要求。
3.2.2做好材料處理工作。從通常情況來(lái)看，待焊接的材料往往擱置時(shí)間較長(zhǎng)，長(zhǎng)時(shí)間擱置會(huì)導(dǎo)致材料表面生成鐵銹。鐵銹勢(shì)必會(huì)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(duì)材料做好相應(yīng)的處理工作，在鋼板下料前進(jìn)行必要的除銹防腐與矯正處理。嚴(yán)格按照支架結(jié)構(gòu)件的相關(guān)操作繼續(xù)進(jìn)行材料切口，切割工作應(yīng)選用數(shù)控火焰切割機(jī)進(jìn)行。
3.2.3點(diǎn)裝結(jié)構(gòu)部件。點(diǎn)裝結(jié)構(gòu)部件是開(kāi)展液壓支架結(jié)構(gòu)件焊接工作前的必要準(zhǔn)備工作。從具體操作規(guī)則來(lái)看，在進(jìn)行點(diǎn)裝結(jié)構(gòu)部件工作之前，應(yīng)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(zhǔn)備。應(yīng)注意的是，焊接工作開(kāi)展之前要進(jìn)行必要的打底焊，在此基礎(chǔ)上方可開(kāi)始整體焊接。另外，要對(duì)焊接高度、長(zhǎng)度及焊接的間隔做明確控制，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格操作，減少氣孔出現(xiàn)和裂紋現(xiàn)象的發(fā)生，確保支架結(jié)構(gòu)件質(zhì)量，切實(shí)提升其安裝的穩(wěn)定性[5]。
3.2.4確保焊接溫度合理。在整個(gè)礦用液壓支架結(jié)構(gòu)件焊接工程中，焊接溫度在整個(gè)工作中處于關(guān)鍵位置，它對(duì)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(huì)影響焊接質(zhì)量。根據(jù)相關(guān)操作規(guī)范可知，焊接工作應(yīng)在室內(nèi)進(jìn)行，室內(nèi)溫度應(yīng)維持在5℃～10℃之間，若溫度太低則會(huì)造成焊接變形，影響焊接質(zhì)量。
4、結(jié)語(yǔ)
從近幾年引進(jìn)的國(guó)外先進(jìn)的液壓支架來(lái)看，兩柱高工作阻力、高可靠性是液壓支架的發(fā)展方向，也是液壓支架技術(shù)創(chuàng)新的努力目標(biāo)。若要滿足該設(shè)計(jì)要求，焊接結(jié)構(gòu)件的鋼材選用和焊接工藝是關(guān)鍵因素。所以，良好的焊接品質(zhì)依賴于對(duì)焊接材料的合理選擇及焊接工藝的熟練掌控。當(dāng)前，中國(guó)液壓支架結(jié)構(gòu)件的焊接工作正不斷向前發(fā)展，朝著高質(zhì)量、高水平方向邁進(jìn)。盡管發(fā)展速度較快，但仍有需要進(jìn)一步發(fā)展和完善。在進(jìn)行液壓支架結(jié)構(gòu)件焊接過(guò)程中，應(yīng)該在相關(guān)操作規(guī)范與嚴(yán)格的工藝流程的要求下進(jìn)行，在焊接前應(yīng)做好充分的準(zhǔn)備工作，確定原材的構(gòu)成與合格證明后，選擇合適的焊接材料，同時(shí)，對(duì)擱置時(shí)間較長(zhǎng)的材料進(jìn)行除銹與矯正處理。另外，要進(jìn)行點(diǎn)裝結(jié)構(gòu)部件，將焊接溫度保持在合理范圍內(nèi)，避免焊接材料形變而導(dǎo)致焊接質(zhì)量下降。良好的焊接工作是整個(gè)焊接工作的靈魂，要不斷更新焊接工藝，提升液壓支架結(jié)構(gòu)件的質(zhì)量，以推動(dòng)煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)。
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