探析液压支架结构件制造的工艺

2022-09-10

液压支架属于煤矿开采当中非常关键的一项机械设备，因为科技的进步，煤矿开采技术的全面发展，采矿行业对于设备的需求量越来越多，所以促进了液压支架的发展。液压支架结构件属于支架当中的关键部分，对支架的整体性能等有着非常大的影响作用。液压支架结构件的主要制作工艺与该结构件的各项性能息息相关，对支架结构件的发展起到了非常大的推进作用。

1. 液压支架结构件制造工艺概述

液压支架借助液压，会产生非常大的支撑力，所以实现了支架移动的自动化，并可以对矿井顶板起到一定的防护和支撑作用，是煤矿开采当中，实现机械化的操作必不可少的设备。其中，最突出的优势特征便是速度非常快、稳定性能好、有着非常理想的适应性能。液压支架结构件的构造包括，跳梁、顶梁以及尾梁等，这些结构都会利用焊接，使得钢板进行有效连接[1]。作为液压支架能够承受的载荷部件，支架结构需要非常高的强度标准要求，相应的制作工艺也非常严格。液压支架结构件如图1、图2所示。

液压支架结构件的相关制作工艺，包括选买原材料到焊后结构件的相关处理，其中钢板选择应用的部分，需要有强度高自重低的要求。为了使材料的选择更加合理，要对钢板的各项机械性能实施相应的检查[2]。针对选用的焊接材料，需要实施评定实验。完整材料挑选的下一道工序便是成型，属于焊接当中的关键准备工作，相应的技术要求非常高。焊接属于结构件当中最关键的一道工序，与结构件制造工艺是否科学有着直接的影响关系。

2. 液压支架结构件制造工艺流程

(1)选择材料和下料

对于材料的挑选是制造液压支架结构件的首个步骤，对于结构件的每一项参数性能都会造成很大的影响。一般情况下，为了对结构件的高强度要求给予满足，会应用高强度的钢板。在对材料进行选择之前，需要详细测试和记录钢板的每一项机械性能，特别是对后续成型工序以及焊接工序的影响，要进行重点分析。已经确定好的材料，要进行相应的抛丸、气割下料，之后对氧化层进行处理，之后再次抛丸等。其中，工艺流程如图3所示。

(2)成型工序

成型属于液压支架结构件当中非常关键的环节和步骤，需要按照工件底板上的划线实施相应的拼装和应用专用的成型拼装模具实施拼装，共有两种不同的形式。前者在单件或者批量比较小的零件当中比较适用，后者在批量比较大的零件当中比较适用。在实施焊接之前，对于工序中每个零件参数的检验，要严格并且细致，以便零件与规定的要求和标准能够相符合，并且需要依照最终的检测结果进行相应的分组，成型时还需要对焊接过程对结构件性能的影响进行充分的考虑，并根据相应的措施，对焊接工作的有序开展给予保障。其中，需要焊接的底部间隙不大于2mm，如果超过了这一标准，需要针对工件实施相应的矫平处理，切忌应用强力变形的形式对其进行修正，以免为之后的焊接带来相应的负面影响。为了避免焊缝产生焊角变形的问题，工件一定要在自由的状态下实施焊接，在工件完全冷却之后，再对焊接变形量进行测量[3]。

3. 液压支架结构件焊接工艺分析

(1)确定焊接工艺相关参数

针对材料的选择，需要对支架结构件能够实现的功能以及受力情况的差异性，对相对应的板材型号进行选择，一般需要遵守强匹配、低强匹配互相结合的原则，在对强度进行保障的前提下，还要对焊材的塑韧性以及延展性进行充分的考虑和分析。针对保护气的选择，一般会应用二氧化碳以及氢气的混合气体，这样便构成了保护气。不但可以使焊接过程中的飞溅量有所减少，还能对焊接断面进行充分隔离，这样可以最大程度的使氧化层的形成有所减少。针对电流的选择，需要结合具体的公式进行计算，焊条电弧当中的焊接电流I=(40-50)d，焊条直径为d，二氧化碳气体保护焊的焊接电流I=(200-250)d，焊丝直径为d;针对焊速的选择，要对焊缝区的塑性、韧性以及裂纹、气孔等各项因素进行全面的分析和考虑。如果使用二氧化碳当做保护，相关的速度控制需要在1530m/h最为合理。

(2)依照焊接材料明确焊接方式

确定焊接的形式，一定要与结构件的材质进行充分的结合，例如从内至外实施焊接，可有效减少形变量的产生。纵焊缝以及形变量比较大的焊缝优先，可有效减少一些工作量和工作难度。多层多道焊道，可使热值的输入有所减少。先对钢材当中的主筋板进行焊接，再对其他筋板实施焊接，可使液压支架结构件的变形有所避免。

(3)焊接前的准备工作

在正式焊接之前，相关的准备工作便是处理焊道，对其中存在的锈蚀、油渍、氧化层以及尘土等杂质进行清理，之后再均匀加热钢板，对预热的温度进行掌握，以免机械性能受到影响。此外，还要对焊缝坡口以及间隙进行相应的检查，查看与设计的要求是否相符，如果与要求不符合，需要应用相应的措施进行补救[4]。

(4)结构件焊接

一般情况下，对于二氧化碳和氢气之间的混合气体，会用来保护焊接，不但可以对焊渣的飞溅进行有效减小，还能使焊缝的综合力学性能进行提升，使焊缝的外形更加美观。利用一元化控制的形式，对焊接的参数进行控制，以便有效控制热输入参数，对于焊缝的位置要进行科学合理的安排，避免有交叉的情况产生，满足对称布置的要求。其中，要严格按照焊接的顺序实施分层焊接，尽量应用自动焊接以及对称焊接的形式。结构件应用的是自动化焊接工艺，在实施焊接的过程中，需要使用远红外测温仪，对焊接件的施焊温度进行实施监控，确保实施焊接的过程中，工件的温度能够控制在工艺所规定的范围当中。在某种空间当中，能够对多把焊枪进行有序协同，对不同焊缝的瞬时衔接进行合理完成;焊枪可以对焊道变化进行有效适应，以便实现准确的焊接。

(5)消除焊缝检验以及焊缝应力

因为焊接材料，工艺以及设备等一些因素产生的影响，在焊接当中，一般会形成注入气孔、裂缝、焊深不足等相应的问题，所以在完成焊接之后，需要对焊缝实施磁粉探伤以及超声波探伤检测，对存在的问题进行有效解决，也对焊接质量进行保障。此外，焊接应力是不能避免的，可以应用回火以及振动的形式进行消除，这样可最大程度的对焊接的质量给予保障。对于单层焊接，在完成焊接之后，可对焊缝进行直接检查，如果是多层焊接，在完成每一层的焊接之后，都需要实施检测，以便及时发现问题及时解决。