液压支架顶梁焊接工艺的研究

2015-02-18杨晓林

机械工程师 2015年6期

杨晓林

（大同煤矿集团有限责任公司中央机厂，山西大同 037001）

0 引言

顶梁是液压支架三大箱型结构件之一，其具有体积大、重量大、结构复杂等特点。其在液压支架的使用过程中是重要的承重结构件，对顶板的支护起着重要的作用。因此对其结构的强度、稳定性和焊接质量都提出了很高要求，在对顶梁进行组点焊接时必须严格控制其生产工艺，以保证其焊接质量。

1 F419.07顶梁组点焊接工序

1）开工前检查。对上道工序转来的所有零件按照图纸认真核对,不合格的零件一律不予采用。所有盖板以下筋板高度公差均为-1～-3mm，筋板宽度方向公差为0～-2mm，盖板宽度方向公差为-2～-4mm，高出盖板主筋和筋板高度方向均为0～+2mm。

2）开坡口。将零件按图纸要求进行焊前开坡口。

3）组装点焊（I）。将件1～件8按图纸需求进行组装点焊，点焊长度20～30mm，间隔250～300mm。组点工艺执行通用工艺守则。

4）焊接（I）。将工序3组装点焊完成的构件进行施焊,施焊前将构件置于加热炉内预热，预热温度达150～200℃，焊缝质量应达到II级焊缝标准。

5）焊后整形（I），将工序4焊后的构件整形，整形后转机加工预镗孔。

6）组装点焊（II）。将件7平放在组装平台上,以纵向中心线为基准,将件1～件4分别与顶板组装定位点焊，前后尺寸一致，用φ161孔定位基准，用4根φ168圆管定位4-φ170孔，然后再组装点焊，其中筋板按照图纸组点件 18、件 13、件 14、件 19、件 10、件 12、件 21、件 27、件28、件 32、件 33、件 34、件 35、件 37、件 41、件 42、件 46、件 51、件 55、件 67、件 60、件 66、件 74，件 1 与件 2 两主筋后部保证尺寸，前部保证尺寸，件 3与件 4两主筋后部保证尺寸，前部保证尺寸，且保证φ91孔两两同轴。

7）焊接（II）。焊前准备：整体施焊前应对构件进行整体焊前预热，加热工艺及温度要求同焊接（I），达到施焊温度时开始施焊，顶板与主筋、顶板与筋板的焊缝质量应达到II级焊缝标准，筋板与主筋的焊缝应达到III级焊缝标准。

焊接规则：a.按照先焊短焊缝后焊长焊缝，先焊立焊缝后焊横焊缝的原则；b.每道焊缝均应采取分层分道焊接方法；c.第一层打底焊，采用平焊方法先将顶板与主筋焊缝平焊一层4～5mm打底焊，使整个构件形成整体，以免局部焊缝开裂尺寸变化；d.然后焊接筋板与主筋的焊缝（一层4～5mm），对称交替焊接；e.最后焊接筋板、侧护板与顶板的焊缝一层，分中退焊法；f.焊接时工件温度不低100℃，以防止焊接变形，焊后开裂；g.第一层打底焊后，须经专职检验人员检验之后方可进行填立焊；h.填立焊，按3～4mm一层进行分层施焊，每层道数等于层数，焊至离焊角高度要求差2～3mm时停止施焊，且每层焊接完毕应用小锺敲击焊缝消除焊接应力；i.盖面焊（最后一层），应保证盖面焊波纹平整，层次清楚。

图1 顶梁图

8）焊后热处理（I）。将工序7焊接后的构件进行退火热处理，退火温度为550～600℃。

9）焊后整形（II）。焊后以顶板一面置于工作台上，对顶板不平度进行矫正，使之达到2‰之内。

10）组装点焊（III）。将件24后柱帽与件29前柱帽按图纸尺寸定位，与顶板间隙≤1mm。保证后柱帽与顶梁后部φ161孔中心距750±0.5，前后柱帽中心距为1625±0.5，与主筋保持垂直，间隙≤2mm。将件25、件44与主筋组装定位点焊，保证与件5顶板尺寸190±0.5，两套筒之间中心距 280±0.5、320±0.5，然后再组装点焊，件 68、69及边盖板、前后弯板组点工艺同前。

11）焊接（III）。对工序10组装点焊后的构件进行施焊，施焊前对构件进行的整体预热工艺同前，圆筒与主筋的焊缝达到III级焊缝标准，焊缝质量要求达到II级焊缝标准。

12）焊后热处理（II）。将工序11焊后的工件进行焊后热处理，工艺要求同前。

13）组装点焊（Ⅵ）。将工序12热处理后的构件继续组装点焊头层盖板，保证两耳板的中心距75mm，与φ91孔中心距（750±0.5mm），件45耳板与φ161孔中心距（750±0.5mm），（1625±0.5mm），组点工艺，用工序 3盖板与主筋的组点间隙≤2mm。

14）焊接（Ⅵ）。将工序13组装定位后的构件进行焊接,整体施焊前构件预热工艺同前。焊缝质量要求达到II级焊缝标准，焊缝采取打底焊，填立焊及盖面焊方式、焊接方法及焊接工艺参数同工序7。

15）焊后热处理（III）。将工序14焊后的构件进行焊后热处理工艺要求同前。

16）转机加工镗孔。把焊后热处理后的构件转机加工镗4-φ91孔和4-φ161孔。

17）组装点焊（Ⅴ）。按照图纸要求组装点焊所有零附件，保证件73耳子中心距（230±0.5mm）。

18）焊接（Ⅴ）。把工序17组装定位后的零件进行焊接，焊缝质量要求达到III级焊缝标准。

19）焊接标识编号。

20）交付验收。

2 F419.07顶梁焊接工艺说明

F419.07顶梁一次焊接时的坡口形式、焊接方法如表1所示。其中：第一种典型焊缝（板厚30mm，焊角高度20mm）焊接工艺如图2和表2所示。第二种典型焊缝（板厚25/30mm，焊角高度20mm）焊接工艺如图3和表3所示。第三种典型焊缝（板厚20/30mm，焊角高度20mm）焊接工艺如图4和表4所示。

表1 F419.07顶梁一次焊接时的坡口形式、焊接方法

图2 第一种典型焊缝焊接工艺

表2 第一种典型焊缝焊接工艺

图3 第2种典型焊缝焊接工艺

F419.07顶梁二次焊接典型焊缝（板厚30mm，焊角高度20mm）焊接坡口形式、焊接方法如表1所示。焊接工艺如图5和表5所示。

3 结论

在生产实践中通过对以上工艺的研究可以得出以下结论：1）可有效释放焊接应力，减小工件焊接变形；2）焊前预热、焊后热处理工艺有效改善了焊缝组织，提高其综合力学性能；3）采用富氩气体保护焊对焊件的熔池区进行了有效保护，降低了焊缝中氢、氮等有害气体的含量，避免了焊缝中气孔和裂纹的产生；4）该工艺的应用可以严格控制产品质量，完全保证产品的互换性。因此，在液压支架结构件的焊接中得到广泛的应用。