[发明专利]一种高强度钢液压支架构件的焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及高强度钢的焊接技术，具体涉一种高强度钢液压支架构件的焊接方法，主要用于液压支架结构件的焊接。

背景技术

液压支架是矿井的支护设施，目前高端液压支架采用抗拉强度达800~1000Mpa的低合金高强钢（如Q690、Q890等）。此材料可焊性较差,主要表现为淬硬倾向大，易产生冷裂纹，焊接残余应力不易消除，表面成形不良等。而将此材料运用到液压支架的生产中，由此带来的焊接生产困难愈加明显。主要表现为焊接工作量非常大，焊接应力与变形控制困难，焊接残余应力不易消除，焊后变形严重，且工艺复杂，劳动强度高；材料焊接性差，易产生裂纹，接头性能不易满足设计要求；生产技术要求高，产品质量不稳定等。

传统工艺对此类钢材的焊接主要是通过，焊前整体预热，焊接材料采用等强或超强匹配，焊后整体去应力回火等措施来实现。然而传统工艺方法可能造成以下几方面的问题：

（1）焊前整体预热造成焊工施焊环境恶劣或无法施焊；

（2）焊接材料等强或超强匹配易造成冷裂纹；

（3）焊后整体去应力回火所需时间较长。

因此，传统的高强度钢液压支架构件的焊接方法需要加以改进。

发明内容

本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处，提供一种高强度钢液压支架构件的焊接方法，它能提高焊缝质量，减少裂纹率，保证产品质量，节约成本，提高生产效率。

目前主要采用抗拉强度达800～1000MPa的低合金高强钢(如Q690、Q890等)生产高端液压支架构件，其屈服强度分别为                                                、。该类钢材的合金化原理是通过加入Mn、Si提高了钢的强度，加入Ti、V、Nb细化了晶粒，增加了钢的塑性和韧性；加入稀土元素脱S和净化钢的有害杂质，改善钢的性能。此类钢材焊后内应力较大，且容易产生裂纹。

本发明所述的一种高强度钢液压支架构件的焊接方法，其步骤如下：

第一步，确定焊接起始点：选择高强度钢液压支架构件焊缝的中间位置作为焊接起始点；

第二步，焊接起始点预热：采用氧乙炔加热方式，预热温度≥150℃，＜180℃；预热控制在焊接起始点两侧300－500mm的范围内；

第三步，选用焊接材料：按低强匹配原则选用焊接材料，即焊接材料强度比母材低一个强度级（一个强度级别即为100Mpa）；由于母材强度级特别高，内应力大、热裂纹、冷裂纹、淬硬倾向及氢致裂纹敏感性强。采用低强匹配原则，能有效降低裂纹倾向（特别是冷裂纹），从而显著减少焊接裂纹；再由于焊缝的断裂多是出现在热影响区而非焊缝，故焊接材料的强度不影响焊接结构件的整体强度。

第四步，确定焊接工艺参数：采用电弧焊接方法，焊接电流320—350A，电弧电压30—35V；采用体积为80％Ar+20％CO₂ 混合气体保护焊接，气体流量25L／min；φ1．6mm实芯焊丝，焊丝干伸长为15-25mm；

第五步，实施焊接：从焊接起始点开始，分别向两边对称施焊，连续进行，边焊边保温；

第六步，去应力处理：采用边施焊边用石棉布对已焊部位保温，焊后用锤子敲击焊缝边缘消除应力。

进一步，在进行第五步实施焊接时，将高强度钢液压支架易产生变形的结构件固定在强制焊夹具上进行焊接，即采用刚性固定法固定高强度钢液压支架构件，以控制变形；

本发明和现有技术相比具有如下优点：由于焊接顺序合理，采用刚性固定法管道被焊接的部件，焊接过程中采用对称焊接，从中间向两边施焊，有效减少了裂纹的产生，改善了焊工操作环境、提高了生产效率缩短生产周期，降低了生产成本。

附图说明

图1是高强度钢液压支架示意图；

图2是护帮板主视图；

图3是图2的A－A剖视图；

图4是图2的B－B剖视图；

图5是两个护帮板背靠背固定的示意图；

图6是图5的左视图。

图中：1－护帮板，2—伸缩梁，3—顶梁，4—掩护梁，5—前连杆，6—后连杆，7—底座，8—第一焊缝位置，9—第一焊缝焊接起始点，10—第二焊缝位置，11—第二焊缝焊接起始点，12—工艺拉筋。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

本发明所述的一种高强度钢液压支架构件的焊接方法，其步骤如下：