浅谈液压支架结构件生产的过程控制

2022-09-10

液压支架是综采工作面支护设备, 它的主要作用是支护采场顶板, 维护安全作业空间, 推移工作面的采用设备, 可以分为支撑式、掩护式、支撑掩护式三大类。根据支架各部分的作用和功能又可以分为结构件、液压油缸、控制元部件和辅助装置四个部分。其结构件主要包括底座、连杆、顶梁、尾梁、掩护梁等, 其主要功能是承受和传递顶板和塌落岩石的载荷。因此, 结构件在整个支架体系中占有举足轻重的作用, 下面就以ZY4000/14/32型掩护式液压支架结构件为例, 重点分析一下生产过中几个重要工序中的过程控制。

1 板材的下料

1.1 板材除锈

ZY4000/14/32液压支架的板材以Q460高强板材为主, 为确保结构件的整体焊接质量, 下料之前需进行表面除锈处理, 采用整板喷砂, 下料尺寸误差每1000mm不超过2mm, 清除熔渣、调平。

1.2 坡口的加工

坡口可以采用热切割和机械加工方法。热切割应使用丙烷气切割, 切割后要去熔渣及氧化皮并打磨光顺;机械加工要去除油污。坡口角度允差一般为±5°, 高度误差为±2mm。

2 铆工的点对

点对质量直接影响焊接的质量、强度和变形, 因此要严格控制点对质量。点对要准确, 根部间隙要均匀, 严格控制错边和间隙的允差, 当局部出现间隙过大时, 可选用T506碱性焊条手工电弧焊修补或CO2气体保护焊进行修补。严格控制铰接部位尺寸, 可以预留2至3mm的反变形余量。

3 焊接

3.1 焊前分析

Q 4 6 0化学成分百分比为 (摘自G B/T1591-1994) C (碳) Si (硅) P (磷) S (硫) Cr (铬) Ni (镍) Al (铝) Mn (锰) V (钒) Nb (铌) T i (钛) ≤0.2 0≤0.5 5≤0.0 3 5≤0.0 3 5≤0.70≤0.70≥0.015;1.00~1.70;0.02~0.20;0.01 5~0.06 0;0.0 2~0.20。

碳当量的计算:

从以上数据可以看出Q460中硫、磷的含量较低, 所以其热敏感倾向性不大;其碳当量为0.62, 可焊接性差, 冷裂纹敏感性较大, 必须采用合理的预热焊接工艺。

预热温度的计算:

根据生产实际情况, 预热温度取150℃至200℃。

3.2 焊前清理

焊接采用CO2气体保护焊, 焊丝为φ1.6、HS60焊丝, 要求焊丝表面镀铜, 不允许生锈受潮。焊接前必须将坡口和焊接部位两端20mm内的锈蚀、油污、氧化皮、水分及其他对焊接有害的物质清除干净, 可用钢丝刷手工清除, 也也可以用手提电动砂轮机清除。

3.3 焊接预热

由于ZY4000/14/32液压支架以Q460高强板材为主, 为防止过快的冷却速度产生淬硬组织和冷裂纹, 所以必须进行焊前预热工艺, 预热温度控制在150至200度左右。生产中使用结构件整体加热, 氧气、丙烷气体火焰补热法;也可以直接使用氧气、丙烷气体加热法, 将母材施焊部位加热到150至200度左右。鉴于母材厚、散热快的特点, 采用边加热、边施焊, 即加热到2m长左右的焊缝, 使母材控制到150至200度左右, 再施焊的方法, 确保H460高强板在特殊温度下不至于产生裂纹。

3.4 焊接参数

为保证高强板焊接强度和质量, CO2气体保护焊需采用合适焊接参数, 焊缝应采用多层多道焊缝, 对称施焊, 减少焊接变形, 如高16mm的焊缝就为3层6道, 焊缝示意图如图1所示。

为控制焊接变形和焊接应力, 保证焊接质量, 每层的焊接参数都略有不同。首道焊缝电流不能采用过大电流, 焊接速度也不能过快, 否则容易造成脱渣难去除, 影响生产效率, 可以选择电流330A, 电压30V, 焊速20cm/min。焊接后检查焊缝质量, 如发现有气孔、夹渣等缺陷, 用电动手提式打磨机将缺陷部分处理干净, 再用手工电弧焊焊条修复, 层间焊渣需清理干净, 每层焊后发现的缺陷必须清除修复。中间层焊缝焊接时, 电流、电压、速度可适当调整, 一般焊接电流350A, 电压32V, 焊速22至25cm/min。焊接盖板层焊缝时, 电流、电压、焊速可再次调整, 但电流不宜超过380A, 电压不宜超过36V, 这样既可以提高焊接质量, 又可以提高焊接速度。焊接过程中, 每层间的温度要不超过200度, 也不低于150度。由于Q460高强板在液压支架上都处在关键位置, 具有特殊的要求, 因此焊接时需选择合适的焊接位置, 合理的焊接顺序, 需要经常变换位置, 焊缝均采用多层多道, 电流应适当减小, 减小焊接变形。