控制液壓支架結構件焊接變形的操作要領綜述

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　　【摘 要】本文闡述了液壓支架結構件焊接變形的原因及危害，并從下料尺寸控制、鉚拼間隙和放量的大小、撐筋和拉筋的強度與布置方式、防變形控制措施、焊接參數、焊接順序及方式等六個方面進行了控制液壓支架結構件變形量的綜合論述，概括比較全面，對液壓支架結構件的制做起到了較好的促進作用。
　　【關鍵詞】液壓支架；結構件；焊接變形量；
　　0.引言
　　在對液壓支架結構件的鉚拼、焊接過程中，最常見的問題就是焊后變形量的控制不理想。筆者通過多年對該類產品的鉚焊工序進行探索和鉆研，總結了一套控制該類產品焊接變形較為系統的工藝方法?，F從以下幾個方面為大家進行綜合論述。
　　1.主要件的下料尺寸
　　首先，主筋板是影響液壓支架結構件焊接變形的最關鍵件。由于該類件都較長，很容易在下料切割后發生較大的變形。由于在同一張板上利用同一尺寸繪制編寫的程序，從最初切割到過程中切割以及到收尾切割的過程中，板材溫度發生了從環境溫度到中等溫度以及到較高溫度的幾百攝氏度的變化，這就導致了所切割主筋板的收縮量出現了參差不一的問題。一般在同一塊鋼板上初始下料階段切割的主筋板的收縮比例為0.5/1 000、在中間下料階段切割的主筋板的收縮比例為1/1 000、在最后下料階段切割的主筋板的收縮比例為1.5/1 000左右。因此，需要采取“一主筋仨程序”進行編程下料。使主筋板的長度誤差基本控制在了2毫米以內，減小了成型間隙，有效控制了因主筋板長度誤差較大引起的焊接變形隱患。
　　其次，對于內襠橫板（橫筋板）的尺寸控制方面，最好其與底板或頂板接觸處的長度比設計尺寸小1～2.5毫米、其與蓋板接觸側的長度并圖紙尺寸小0.5毫米，減小了橫板與主筋的間隙，有效減小了框架的焊接收縮量。
　　再次，對于蓋板的寬度尺寸，按照兩端及中間有30mm長度比框架內襠尺寸小1～2mm、其它寬度尺寸比框架內襠尺寸小2～3mm的方式下料，這既能快速蓋面成型，又能較好地控制結構件的焊接變形量，寬處起著撐筋的作用。
　　2.結構件的鉚拼
　　在鉚拼結構件時，通常采用利用一塊結構件底板制做鉚拼框架的成型工裝，然后將鉚拼好的框架組裝在底板上。當結構件的數量較少時，也可采取直接在底板上劃線鉚拼的方式。不論采取哪種方式，結構件的鉚拼間隙通常為2毫米以下。如果間隙偏大，必須對板件進行補焊、修磨后再鉚拼。
　　鉚拼過程中必須將底板或頂板與各筋板及附件點焊牢固，一般點焊定位焊縫的高度為6～8毫米、長度為30～50毫米。點焊的焊接電壓U = 19-23伏、電流I = 180-230安、氣體流量V = 12-15 [升/分鐘]。點焊的方式通常從中間向兩端進行。點焊間距如下：工件長度小于200毫米的，須有兩處點焊，在筋板兩側錯開交替焊接；200～600長度的，單側定位焊不少于兩處，筋板兩側錯開交替焊接；長度大于600毫米的主筋板，定位焊間隔300～500毫米；長度大于600毫米的蓋板，定位焊間隔200～300毫米。所有與其他部件相接的部位都需要進行定位焊，確保工件在后續轉運及操作過程中點焊部位牢固。
　　3.撐筋與拉筋的強度及布置方式
　　成型時對薄弱部位要用加強筋，即撐筋或拉筋。框架內襠的撐筋須確?？蚣芎负蟛挥绊懓惭b柱帽或柱窩及蓋板。撐筋的間距通常為主筋板寬度尺寸的1～1.5倍。在頂梁、底座的兩側內襠設制撐筋時，要先在鉚拼柱帽、柱窩處安置撐筋；再以安置其它撐筋。撐筋的位置須在筋板易于變形的最關鍵部位，拉筋的位置須在筋板邊緣處的最有效位置。各撐筋和拉筋均應讓出后續焊件的鉚拼空間。撐筋和拉筋不得混用。撐筋和拉筋的尺寸通常如下：長度在300～500毫米時，截面一般不小于30×40平方毫米；長度在100～300毫米時，截面一般不小于25×30平方毫米；長度在100毫米以下時，截面一般不小于20×25平方毫米。
　　4.防變形控制措施
　　焊接頂梁、掩護梁及伸縮梁、護幫板時，通常采取“背對背”組合的方式及在結構件底板或頂板上加固背筋的方式。側護板卻采取反變形的焊接方式。
　　“背對背”點焊對結構件進行防變形控制時，須先將底板或頂板反面的焊縫進行施焊，然后再將兩件同樣的結構件進行“背對背”組合，并用拉板點固。
　　應用加固“背筋”的方式時，通常背筋的長度與對應結構件的寬度一致，背筋的寬度為結構件主筋板寬度的1.5倍，其厚度一般不低于其寬度的1/10。另外，背筋的布置必須在結構件底板或頂板的兩端進行設置，再就是在其變形隱患較大的部位。注意：將結構件焊后分開或割除背筋時，必須在結構件徹底冷卻后。
　　5.焊接參數
　　在對液壓支架結構件進行焊接時，其焊接參數不但影響結構件的焊接變形，而且影響焊縫的強度。
　　根據電流的大小，其對應電壓與電流的關系式為：200安以下時，U=0.04I+16±1.5伏；200安以上時，U=0.04I+20±2伏。另外，根據電纜長度還需增加電壓的修正值
　　過大的焊接電流導致焊接熱量輸入偏高，使焊接變形量較大。為減小焊后變形量，角高10毫米及其以上焊道必須采取多層多道的焊接方式，并做好層間溫度控制。
　　6.焊接順序及方式
　　液壓支架結構件的焊接順序對于焊接變形的影響至關重要。對其內襠焊接時，首先，必須按照先對立縫、再橫縫、后縱縫的順序進行整體打底焊。然后，再按照上述順序對內襠進行多層多道焊接。
　　對液壓支架結構件蓋面焊接時，先補焊間隙較大部位，再進行打底焊接和填充、蓋面焊。
　　打底焊接既使框架達到了整體合一，防止點焊開裂；又有利于均衡熱量的輸入，較好地控制著焊接變形量；同時，還使母材得到預熱，燥化了焊縫的水分及雜質。
　　對采取“背對背”防變形方式的結構件進行焊接時，須由兩名焊接人員分別對兩個結構件進行對稱焊接。對采取“背筋”防變形方式的結構件進行焊接時，須對其進行對稱施焊，盡量均衡結構件的熱量輸入。
　　焊接過程中要做好層間清理，有條件的話最好用風鏟及時錘擊焊道，既清理了焊道的層間雜質，又對焊道進行了延展，減小了焊道的收縮量，有效控制了結構件的焊接變形。為減小焊接應力集中，在筋板的拐角處不得引弧和收弧，盡量離開拐角50毫米以上進行始焊和終焊，多層多道焊接時須進行30～50毫米以上的錯位搭接。
　　為提高焊縫的美觀度，蓋面焊接須先焊橫縫、再焊縱縫，周圈焊縫盡量一氣焊成。在焊接帶有貼板的主筋板時，須先將主筋板的貼板與主筋板焊接完成后再進行框架鉚拼，以控制結構件的整體焊接溫度，減小其焊后變形量。
　　7.結尾語
　　焊好液壓支架結構件是一件復雜的課題，在實際焊接過程中還需繼續探索減小其焊后變形量的更好方法。
　　參考文獻：
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　　[2] 張立英、丁 農、王國法、王 建、傅京昱、李炳濤、劉國柱、李雪榮 主編.MT/T587-2011 液壓支架結構件制造技術條件.國家安全生產監督管理總局 發布 2011.
　　作者簡介：
　　趙忠剛（1969年—），男，漢族，山東泰安市人，畢業于山東科技大學：機電一體化，?？啤Ｔ谑〖壓蛧壹壙锇l表科技論文100余篇，國家鏜工技師，技術員，山東良辰重工機械有限公司常務副總經理，主要協助總經理進行項目開發及編制體系文件和解決生產過程中遇到的各類問題等。
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　　2山東能源重裝集團恒圖科技有限公司）
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