矿用液压支架结构件焊接工艺分析论文
摘要：以矿用液压支架结构件的焊接工艺为研究对象，阐述焊接技术的相关要求，对液压支架结构件的焊接工艺进行深入分析，旨在为相关工作人员提供一定借鉴。
关键词：矿用；液压支架结构件；焊接工艺
当前，在中国煤炭企业发展速度日益提升的同时，中国煤炭企业对生产的要求也越来越高。在煤炭采掘中，最重要的就是支护设备，即液压支架结构件。由于液压支架结构相对较复杂，焊接量较大，给液压支架结构件的焊接工作提出了较高要求[1]。为保证液压支架焊接结构件的综合力学性能，满足高强度、高可靠性的设计和使用要求，达到与国际先进水平对接要求，以焊接为关键工艺方法的液压支架制造厂，对产品的焊接质量提出了更高的要求。如何不断提高焊接质量以应对液压支架的高性能、高可靠性要求，也是液压支架制造企业共同关心的问题。随着长期的实践努力，中国已经制定出了科学的焊接工艺，推动焊接技术不断进步。
1、液压支架结构件的焊接技术要求
在液压支架结构件焊接过程中不得出现尖角，在焊接过程中，不得出现焊接断裂、有气孔及未融合的问题。进行液压支架结构件的焊接过程中应该注意抗拉强度，要保证这一强度在550MPa以上，另外，若结构件在焊接中出现焊缝区域，要严格按照操作标准的要求，将焊接质量控制在较高范围内，以便保证结构件质量。焊接中的铰接部位四孔的同轴度应保持在1mm～2mm范围内。
2、焊接工艺的分析与制定
2.1钢材焊接性能评价。应国家标准要求，要科学选取液压支架结构件钢材，将所选取钢材的合金元素含量控制在1%～3%之间，且碳含量小于0.2%，以便保证钢板自身的焊接性能。另外，保证钢板焊接性还需要考虑焊接的预热温度。在开展焊接之前，应该将钢板事先进行预热，预热温度要控制在100℃～150℃范围内为最佳，同时，钢板的焊接工序应该尽量在室内开展，并保持室内温度高于5℃[2]。
2.2焊接方式的选取。在综合考量支架结构件特点、焊接形式与焊接要求的基础上，最好选用CO2气体对焊缝进行有效保护。这是由于CO2气体具有较强的抗冷裂功能，这一功能可以确保焊接过程中不出现熔渣，且焊接时间消耗较小，熔池可见度也很高。CO2气体有助于热量的集中，这一优势可以有效防止焊接变形及接头处含氢量较低[3]。
3、矿用液压支架结构件的焊接工艺
3.1焊接前的准备工作
在开展液压支架结构件焊接工作前应先做好充分的准备工作，确保焊接工作可以顺利进行。要明确焊接过程中选用的焊接工艺，焊接工艺的选取是否合理直接关系到焊接工作能否顺利开展。在选择焊接工艺时，应建立在液压支架结构件焊缝特征与焊接操作要求的基础上。另外，在选取合适的焊接工艺后，要着手准备其它焊接所需材料与设备等。焊接工作开展前需要准备的技术工作流程主要包括：
a)要对焊接所需板材进行喷砂处理。
b)在进行支架结构件坡口的焊接时，要以坡口倾斜角度为依据进行切割式处理。
c)为避免焊接口快速冷却，尽量杜绝因未能缓慢冷却而导致焊接裂纹的现象发生，应在进行支架结构件的焊接工作前做好预热。
值得注意的`是，在预热过程中要确保预热温度合理，以期到达最佳焊接效果。选择合理的预热温度的原因在于：不同材质的焊接需要不同的预热温度，这样才能取得良好的焊接效果。例如，在进行低合金结构钢的焊接预热时，若预热温度较高则会出现焊缝晶粒粗大，韧性大幅度下降，另外还可能出现气孔。由此可见，为了避免焊接裂纹的发生，合理的预热温度至关重要[4]。
3.2控制焊接工艺
做好焊接工艺的控制工作是提升矿用液压支架结构件焊接质量的关键。换句话说，在进行支架结构件的焊接工作中，应该进行焊接工艺的有效控制，保证焊接质量，提升支架结构件的整体质量，进而推动中国煤矿企业施工顺利开展。
3.2.1合理选用焊接材料。支架结构件的原材料构成了整个支架结构，因此，原材料质量如何直接关系到整个支架结构件的整体质量。在焊接工作开展以前，焊接人员要事先对焊接原材料进行检查，了解原材料构成、质量合格证明与厂家情况等，以便针对这些基本情况进行合理计划，选择合适的焊接材料，充分满足焊接条件，符合焊接的标准和要求。
3.2.2做好材料处理工作。从通常情况来看，待焊接的材料往往搁置时间较长，长时间搁置会导致材料表面生成铁锈。铁锈势必会给焊接工作造成不利影响，因此，要求焊接人员在焊接以前，先对材料做好相应的处理工作，在钢板下料前进行必要的除锈防腐与矫正处理。严格按照支架结构件的相关操作继续进行材料切口，切割工作应选用数控火焰切割机进行。
3.2.3点装结构部件。点装结构部件是开展液压支架结构件焊接工作前的必要准备工作。从具体操作规则来看，在进行点装结构部件工作之前，应该考虑到空隙与变形等因素，保留一定的尺寸，为后期的焊接工作做好提前的准备。应注意的是，焊接工作开展之前要进行必要的打底焊，在此基础上方可开始整体焊接。另外，要对焊接高度、长度及焊接的间隔做明确控制，按照相关标准严格操作，减少气孔出现和裂纹现象的发生，确保支架结构件质量，切实提升其安装的稳定性[5]。
3.2.4确保焊接温度合理。在整个矿用液压支架结构件焊接工程中，焊接温度在整个工作中处于关键位置，它对焊接起到重要作用。合理的焊接温度可以提升焊接的工艺效果，反之，则会影响焊接质量。根据相关操作规范可知，焊接工作应在室内进行，室内温度应维持在5℃～10℃之间，若温度太低则会造成焊接变形，影响焊接质量。
4、结语
从近几年引进的国外先进的液压支架来看，两柱高工作阻力、高可靠性是液压支架的发展方向，也是液压支架技术创新的努力目标。若要满足该设计要求，焊接结构件的钢材选用和焊接工艺是关键因素。所以，良好的焊接品质依赖于对焊接材料的合理选择及焊接工艺的熟练掌控。当前，中国液压支架结构件的焊接工作正不断向前发展，朝着高质量、高水平方向迈进。尽管发展速度较快，但仍有需要进一步发展和完善。在进行液压支架结构件焊接过程中，应该在相关操作规范与严格的工艺流程的要求下进行，在焊接前应做好充分的准备工作，确定原材的构成与合格证明后，选择合适的焊接材料，同时，对搁置时间较长的材料进行除锈与矫正处理。另外，要进行点装结构部件，将焊接温度保持在合理范围内，避免焊接材料形变而导致焊接质量下降。良好的焊接工作是整个焊接工作的灵魂，要不断更新焊接工艺，提升液压支架结构件的质量，以推动煤矿企业安全生产。
参考文献：
［1］中华人民共和国煤炭工业部.MT/T587—1996液压支架结构件制造技术条件［S］.北京：煤炭工业出版社，1996.
［2］毛卫农，李继辉.提高焊接质量的环节与途径［J］.焊接技术，2007，36(3)：74-75.
［3］赵俊丽，尹永霞.900MPa高强钢低匹配焊接研究及应用［J］.焊接技术，2009(9)：21-24.
［4］丁农.液压支架结构件焊接质量控制［J］.煤矿机械，2010(9)：26-28.
［5］张伟.液压支架与机采设备的约束关系及其控制模型［J］.中国矿业大学学报，2005(3)：18-23.
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