液壓支架頂梁頂板焊接工藝研究

陳廣帥 朱慶波 郝建明

摘要：對液壓支架頂梁頂板焊接專機進(jìn)行了頂板焊接工藝研究。本文根據(jù)頂板結(jié)構(gòu)特點，利用專機工裝制定反變形裝夾方案，結(jié)合調(diào)整焊接順序，來進(jìn)行頂板專機雙槍焊接試驗。試驗結(jié)果表明，在頂板反變形與焊接順序調(diào)整得當(dāng)情況下，可以有效控制焊接變形。

關(guān)鍵詞：液壓支架;焊接專機;焊接變形

1 前言

頂梁是液壓支架中重要承載結(jié)構(gòu)件之一。主要是承受和傳遞頂板和垮落矸石的載荷。而頂梁頂板作為頂梁子件，更是直接接觸頂煤和矸石承受載荷。在地質(zhì)惡劣情況下頂板焊縫還會受到其它介質(zhì)的作用，發(fā)生腐蝕和銹蝕。頂梁頂板焊縫質(zhì)量好壞直接影響整套綜采設(shè)備能否的安全運行，決定井下人員的人身安全。因此，頂板焊縫的焊接質(zhì)量的重要性不言而喻。

隨著工業(yè)以及科技的快速發(fā)展，工業(yè)自動化應(yīng)用較為廣泛。近年來，我國勞動成本的增加，以及對工人的身體健康的重視和對提高生產(chǎn)效率的要求，各大工廠都在近一步的實現(xiàn)少人和無人工廠，以及人們對產(chǎn)品的質(zhì)量要求的提高，焊接質(zhì)量、美觀度等得到了更大的重視。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，越來越多的焊接生產(chǎn)過程中開始采用自動焊接設(shè)備。焊接專機適合大批量生產(chǎn)制造某些焊接產(chǎn)品，能很好的控制生產(chǎn)節(jié)拍，降低了工人的勞動強度，同時提高了焊接效率。本文利用頂梁頂板焊接專機實現(xiàn)雙槍高速焊接以提高生產(chǎn)率。但是受制頂板結(jié)構(gòu)影響，頂板焊接后會導(dǎo)致頂板出現(xiàn)焊接變形，導(dǎo)致頂板影響后續(xù)工序使用。出現(xiàn)大量返修工作量，打亂了生產(chǎn)節(jié)拍。本文在通過嘗試使用反變形裝夾，調(diào)整焊接順序的方式，控制了焊接變形，改變了傳統(tǒng)工藝流程，并保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。得出最優(yōu)的頂梁頂板專機焊接工藝來滿足生產(chǎn)應(yīng)用。

2 組件結(jié)構(gòu)變形分析

頂梁頂板如圖1所示，采用三塊長條形板搭接拼裝成組焊件。總長約為4500mm，總寬度約為1400mm，材料為鋼板B-20/Q460C，其焊縫接頭形式可以看為兩組搭接焊縫，焊角大小為15mm，主焊縫條數(shù)為4條，焊縫簡化圖如圖2所示。

對其焊縫形式的分布進(jìn)行分析，頂板平度受到焊縫橫向和縱向收縮的雙重作用而產(chǎn)生波浪變形。并結(jié)合實際生產(chǎn)焊接參數(shù)進(jìn)行3件頂板焊接試驗，橫向（B）縱向（L），斜向（C）最大變形量數(shù)據(jù)如1，測量點位置如圖3。根據(jù)頂板試件測量實際焊接測量數(shù)據(jù)的變形量在12-15mm內(nèi)。

3 頂板焊接工藝制定

頂板先焊接焊縫1和2，采用30mm*30mm*500mm壓塊2，將頂板組件鋼板離兩側(cè)墊起，壓塊2位置離邊120mm，每邊縱向均勻布置5件，共10件，中間懸空處借助于頂板焊接專機自帶裝夾工裝對工件進(jìn)行鎖緊，進(jìn)行反變形8mm。然后采用多層多道焊接方法，用專機進(jìn)行整體打底焊接。打底焊接完成后將頂板組件翻轉(zhuǎn)背面朝上，并在中間位置墊壓塊1位置，進(jìn)行反變形5mm，壓塊1，壓塊2位置如圖4所示

頂板焊縫3和4打底焊接完成后。直接進(jìn)行2-4道蓋面焊接。焊縫3和4焊接完成后翻轉(zhuǎn)頂板到正面，使頂板處于自由狀態(tài)完成焊縫1和2的蓋面焊接。

4 頂梁頂板焊接專機參數(shù)控制

試驗采用株洲天一生產(chǎn)的頂梁頂板焊接專機，唐山松下YD-630FR焊接，直徑1.2mm的實芯焊絲，80%Ar+20%CO2富氬混合氣，氣體流量為20ml/min，干伸長為18mm進(jìn)行焊接。焊接試樣采用圖Z418.7.1頂板，理論焊絲用量16.4kg，采用焊接速度100cm/min，能夠得到良好的焊縫成型，且頂板最終焊接變形滿足下序要求，變形量在4mm內(nèi)。焊接時間對比測算如表2

經(jīng)表數(shù)據(jù)對比分析，專機試驗階段平均焊接效率是人工的1.88倍，可以作為提升效率方案進(jìn)行生產(chǎn)應(yīng)用。

5 結(jié)語

（1）頂梁頂板焊接專機實現(xiàn)雙槍在100cm/min高速焊接情況下，焊接效率大幅提高。

（2）通過使用反變形裝夾，調(diào)整焊接順序的方式，頂板最終焊接變形滿足下工序要求，可以以子件形式單提前完成焊接，減少后工序的焊接工作量。

參考文獻(xiàn)

[1]王國法 液壓支架技術(shù)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，1999.

[2]趙旭.段青辰 孟賀超 適用于液壓支架結(jié)構(gòu)件機器人焊接的拼裝工藝研究[J] 金屬加工（熱加工）工藝.2017年第12期

[3]王瑤.化三兵 姬慶濤 液壓支架頂梁焊接變形及其控制方法 熱加工工藝[J]，2015年05期

[4]焊接手冊第3卷[M].北京：機械工業(yè)出版社，2007.

[5]王宗杰.熔焊方法與設(shè)備 [M].北京：機械工業(yè)出版社，2006.

作者簡介：陳廣帥（1988）;男;遼寧省瓦房店市人;中級工程師;一直從事煤礦設(shè)備的工藝研究。