[发明专利]液压支架用Q690级别调质钢中厚板低预热焊接方法

说明书

本发明提供了一种液压支架用Q690级别调质钢中厚板低预热焊接方法，所述Q690级别调质钢中厚板是指碳含量及裂纹敏感性指数高、经过调质工艺的厚度为40‑80mm的低合金高强钢板，包括步骤：将零件拼装为液压支架结构件组件；将拼装好的液压支架结构件组件低温预热；对预热后的液压支架结构件组件进行手工整体打底焊；将手工整体打底焊后的液压支架结构件组件，用焊接机器人进行多道填充焊，其中，首道填充焊在焊接时开启焊接机器人的大熔深功能；将填充焊后的液压支架结构件组件，用焊接机器人进行多道盖面焊。该液压支架用Q690级别调质钢中厚板低预热焊接方法具有设计科学、只需低预热、可保证焊接质量、生产成本低的优点。

技术领域

本发明涉及一种液压支架用结构件焊接方法，具体的说，涉及了一种液压支架用Q690级别调质钢中厚板低预热焊接方法。

背景技术

液压支架作为煤矿综采设备中主要的支护设备，由于井下服役条件恶劣，液压支架对耐压性和耐腐蚀性均有很高要求。液压支架的结构件主要由中厚板组成，拼焊件比例占整个液压支架重量的80%以上，中厚板的厚度一般为20-80mm，这些结构件一般采用箱型结构，具有拼装精度低、焊接量大、材料强度级别高、焊接性差、焊接拘束度高等特点。

传统的液压支架结构件用钢的强度级别从低到高分别为：Q355、Q460、Q550、Q690和Q890，随着对原料强度要求越来越高，Q690钢板的应用比例越来越高，针对调质态的Q690级别40-80mm的中厚板，为降级其在焊接时的冷裂倾向，传统工艺在焊前需要预热100-150℃。这种方式具有以下缺点：（1）高温预热使工人工作环境变差；（2）能源消耗大，申请人每年用于焊前预热的天然气成本高达上百万元，且燃烧产生的CO、CO₂也会污染环境；（3）生产效率低，结构件在焊前预热需随炉保温3h以上，若施焊过程中温度降到100℃以下，还需再次入炉加热；（4）生产成本高，燃气的大量消耗以及效率的降低，均造成了液压支架结构件生产成本的提高。

近年来虽然行业内相继开发出了一部分免预热的Q690级别钢板焊接方法，但其应用的普遍为厚度30mm以下的TMCP状态交货的中薄钢板，但由于板材厚度越厚，焊接拘束性就越强，且调质态相比TMCP状态的钢板裂纹敏感性大，上述不预热焊接方法应用于厚度为40-80mm的中厚板中，非常容易出现冷裂纹、未熔合等缺陷，导致无法实际应用，由于钢板成本高、性能不稳定、焊接稳定性差等缺点，上述不预热焊接方法一直没有在行业内推广，行业内对此钢板的中厚板在焊接工艺方面的研究更是空白。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种设计科学、只需低预热、可保证焊接质量、生产成本低的液压支架用Q690级别调质钢中厚板低预热焊接方法。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种液压支架用Q690级别调质钢中厚板低预热焊接方法，其中，所述Q690级别调质钢中厚板是指碳含量（Wc≤0.18%）及裂纹敏感性指数（Pcm≤0.28%）高、经过调质工艺的厚度为40-80mm的低合金高强钢板，包括以下步骤：

步骤（a）、将零件拼装为液压支架结构件组件，保证零件拼装间隙不大于2mm，有坡口的零件保证坡口钝边尺寸为1.5-2.5mm；

步骤（b）、将拼装好的液压支架结构件组件置于预热炉内加热，保证出炉后开始焊接前工件焊缝区域温度不低于30℃，工件各处温差变化范围在0～10℃之间；

步骤（c）、对预热后的液压支架结构件组件进行手工整体打底焊，采用ER50-6φ1.2mm规格的实心焊丝、MAG焊接方法，焊接参数为：焊接电流240-260A、焊接电压24-27V、焊接速度350-450mm/min、焊丝干伸长15-20mm、保护气体流量15-20L/min；