液压支架结构件修复焊接工艺

浅谈液压支架结构件修复焊接工艺

【摘要】液压支架在矿井下长期周转及使用，其结构件在使用过程中出现不同的损坏情况，结构件焊缝撕裂、严重变形等，都影响了支架的整体性能及其使用寿命，给工人及开采工作带来严重的安全隐患，我们要深入研究并解决其结构件的焊接修复工艺存在的问题。

【关键词】支架结构件焊缝撕裂焊接修复工艺

目前，液压支架结构件钢材强度大多数为低合金高强度q550钢板（70公斤级），q690（80公斤级）钢板，其焊接性能与低强度等级钢材相比较差，对焊接条件、焊材、焊接人员的要求高，焊后冷脆性大，焊接应力较难消除。

实际生产中，掌握该种钢板的焊接工艺成为用此类材料制作液压支架结构件的关键问题。焊接过程是结构件制造的特殊、关键过程，不应盲目进行，应通过焊接工艺性试验的方法确定焊接参数，达到焊接要求后，正式投入生产。当发现表面焊缝有未熔合、裂纹、气孔、咬边等缺陷，或有无损探伤标准规定的焊接缺陷均需要返修。（1）常用碳弧气刨、手工砂轮磨削、机械加工等铲除缺陷。（2）同一部位返修一般不应超过两次。返修次数的增加会使母材晶粒粗大，硬化，甚至引起裂纹等缺陷，降低焊缝接头性能和使用寿命，严重的可能导致结构的脆性破坏。

（3）经碳弧气刨刨削后，补焊前应注意检查：1）碳弧气刨坡口的大小、深浅是否均匀，坡口应为“v”；2）刨槽（坡口）内是否

有夹渣、积碳、氧化渣等，两端是否有过渡槽，刨削后必须用磨光机彻底进行清磨见光；3）对于屈服强度大于等于550mpa的高强度板，碳弧气刨时和补焊时都应进行预热，预热参数与焊接工艺参数相同。4）补焊时应采用多层多道焊，并错开每层每道焊缝的起始，错开40～60mm，焊后及时进行消除应力，改善组织处理。5）焊补后，返修部位的焊缝表面，必须修磨使之与原焊缝基本一致，尽量做到圆滑过渡，以减少应力集中，提高抗裂性能。

因此，对低合金金高强度钢板的焊接修复工艺提出更高的要求，根据长期作业，其规范要求总结如下：

（1）焊材的选择：焊丝采用er60和er70，规格为1.2或1.6mm。其贮存、烘干及使用按有关规定执行。保护气体为焊接二氧化碳气，纯度不低于99.5%。

（2）焊接母材必须保证与原材质一致。1）焊前母材焊道表面的油、漆、水份、锈等应清除干净。2）加固焊：对称筋、背筋、及重要处焊接应进行加固焊，焊脚高度一般为4～10mm，不得超过设计焊脚高度的二分之一，长度15～50mm，间隔100～500mm。3）打底焊：对接焊缝必须实施打底焊，以免下道焊接时产生缺陷和熔敷金属流淌。4）必须清净加固焊和打底焊的药渣。

（3）焊接过程中参数的选择及要求：1）焊接电流采用中等规范，即i<360a，v=14+0.05；2）焊接气体流量q=15～20l/min；3）焊丝伸出长度l=15～20mm；4）焊接层数（不含打底）：见（表1）。焊接时，按照先筋--筋，后筋--底（盖）；即先立筋焊，后横筋

焊，最后纵筋焊；先中间，后外边；工艺图中有注明的按工艺图执行。对开裂的定位焊必须铲除后方可焊接；对开裂的成形焊缝必须彻底清除后施以补焊；焊缝隙中不得熔入焊条头或其它填充物；对于局部较大的焊接间隙可用在其反而加衬板的方法补焊，不得用塞入填充物的方法来补焊；焊缝起始及收尾处应饱满且母材及相邻焊缝熔合良好；焊缝收尾处弧坑应填满；尽量采用船形焊位置，右向焊法，保证焊缝成形良好；船焊时工件与地面的夹角不得小于55°，且应支稳，防止滑倒；对已加工的装配面应施以保护，避免金属飞溅物溅落；室温低于-5°时，对开裂倾向大的焊缝应进行100°～200°的低温预热处理；焊机接电缆的端子与夹具和工件不得钢性搭接，将重新焊接的焊缝用烤枪烤3-5分钟后，用石棉被保温1-2小时，热处理后，去除焊接产生的飞边及焊瘤等。工作起始应检查焊机良好，电流调节器应示值准确，气路通畅，焊机与焊机电缆连接可靠，焊机电缆的端子与夹具和工件不得钢性搭接；

焊缝修复后要保证其表面不得有裂纹、气孔、弧坑、焊瘤和飞溅物。咬边深度不得大于0.5mm，连续长度不得大于50mm，焊缝两侧咬边总长不得超过该焊缝长度的5%，咬边单长与总长矛盾时，执行较严格的规定。焊缝形状尺寸：余高不得大于3mm，缝宽允差为±1.5mm。

下面，就最近公司维修的一批支架存在的问题及如何处理，结合上面理论，给出以下修复方案。

桃园矿7131综采工作面使用的zy6800/14/28a支架，掩护梁腹

板开焊，顶梁封板及筋板开焊，现有焊接质量有缺陷，原焊缝为单边焊缝，坡口焊接熔融不好，部分没有焊接上，焊工的手法及角度等控制不当，导致顶梁和掩梁结构件的大批量开焊，其开焊分三种类型：主筋板单侧和盖板连接开焊，主筋板两侧和盖板连接开焊，盖板和盖板连接开焊。

针对以上情况，本厂对该批支架做以下修复：

对顶梁、掩梁、侧护板及底座逐个检验，用氧炔焰将焊缝表面的漆皮烤掉，以便做进一步的检验裂纹，并做出清晰醒目的待修标识和详细的检验记录，以便于修复。存在开焊及开裂问题，要用气刨枪将开裂部分原有的焊缝及沿着整道焊缝全部刨掉，各对于变形部分，整形合格后改原来的单面v型坡口为双面v型坡口（根据筋板连接类型打坡口，三种类型附图1），筋板坡口为18*30°，然后进行施焊，执行多层多道v型坡口焊接工艺。焊前用角磨机清除焊道及焊道两侧各20mm范围内的氧化皮，挂渣，铁锈、油污、水分等影响焊接质量的杂质，用烤抢将其预热至100-150℃，用岩棉被进行保温，用70公斤焊丝进行co2保护焊接，用岩棉被进行边焊接边保温，焊接高度高于平面3mm，重新焊接完毕后，经质检检验合格，进行去应力处理，将重新焊接的焊缝用烤枪烤300℃以上，用岩棉被保温1-2小时，热处理后，去除焊接产生的飞边及焊瘤等。液压支架的结构件修复使支架不断往复的投入井下正常开采工作，为采煤单位节约了大量才成本，为综采生产工作的安全开展奠定了基础。

参考文献：

[1]gb9448—88焊接与切割安全.

[2]mt/t587—1996液压支架结构件的制造执行.