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液压支架结构用Q550低合金高强度钢板焊接工艺研究 液压支架结构用Q550低合金高强度钢板焊接工艺研究 1.引言 长期以来，我国液压支架一直广泛采用16Mn、27SiMn等普通钢板。随着高产高效矿井建设的不断发展，对综采设备的生产能力和可靠性要求越来越高，支架向着大配套、大工作阻力、高可靠性方向发展。支架结构制造所用材料的升级换代已势在必行。目前主要材料将以65＝450~700MPa级的不同等级低合金钢逐步取代16Mn。同时，对焊接材料、制造工艺也有更高要求。而且，支架多为焊接结构件，所选材料除了具有较高的强度外，还应具备较好的焊接工艺。由于高强钢存在缺口敏感性，表现为焊接件易出现断裂、开焊等缺点，采用怎样的焊接工艺才能保证支架的强度，我们对此结合我厂情况从母材分析、焊前准备、焊接材料、焊接工艺及焊后热处理等方面进行分析探讨。Q550低合金高强度钢16Mn、27SiMnQ550低合金高强度钢?Q550低合金高强度钢是一可焊接的低碳工程结构用钢。其含碳量通常小于0.25％，在碳钢的基础上，改善钢的性能，在冶炼时加入一些合金元素Mn、Si、Ni、Ti、V、Al、Nb等元素，Mn、Si提高了钢的强度，Al、Ti、V、Nb细化了晶粒，增加了钢的韧性。比普通碳素结构钢有较高的屈服点σs或屈服强度 σ0.2(30～80kgf/mm2)和屈强比σs/σb(0.65～0.95),较好的冷热加工成型性,良好的焊接性,较低的冷脆倾向、缺口和时效敏感性，以及有较好的抗大气、海水等腐蚀能力。其合金元素含量较低,一般在2.5％以下，在热轧状态或经简单的热处理(非调质状态)后使用；因此这类钢能大量生产、广泛使用。各发达工业国家的低合金高强度钢产量约占钢产量的10％。焊接性能分析Q550为低合金高强度结构钢，焊接时有明显的淬硬倾向，热影响区容易形成硬而脆的马氏体组织，塑性和韧性下降，耐应力性能恶化，泠裂纹倾向增加，同时为防止产生裂纹，焊接过程中应严格保持低氢条件，为此焊接材料应严格脱脂，采用气体保护焊，如气体含有水分过多，则应进行干燥处理。气体保护焊，CO气体保护焊主要规范参数：焊接电流、电弧电压、焊丝直径、焊接速度、焊丝伸出长度、气体流量等。 　　焊丝直径主要是根据工件厚度来选择。一般薄板采用￠0.8～1.0mm的焊丝焊接。中厚板应选用￠1.2～2.0mm的焊丝焊接。焊丝直径（mm）　 焊接电流（A） 0.8　 细滴过渡（35～45A）　 短路过渡（16～22A）　 喷射过渡（富氩气体）　 150～250　 60～160　 150　 1.2　 200～300　 100～175　 220　 1.6　 350～500　 120～180　 275　 电弧电压与焊接电流之间的匹配是比较严格的，对于一定的电流范围，一般只有一个最佳电压值。气体保护焊短路过渡焊接时，焊接电流与电弧电压的最佳值如下表： 　　气体保护焊短路过渡焊接时不同电流的电压值 焊接电流范围（A）　 电弧电压（V） 平焊　 立焊和仰焊　 75～120　 18～21　 18～19　 130～170　 19～23　 18～21　 180～210　 20～24　 18～22　 220～260　 21～25　 ——　 　　焊接速度要按焊缝形式和焊接电流来选择。焊接速度过快，会造成熔化金属在焊缝中填充不足，容易出现咬边，焊缝表面粗糙。焊速过慢，焊接熔池增大，会造成焊道宽窄不均。 　　焊接过程中尽量使焊丝的伸出长度不变，短路过渡焊接时，焊丝的伸出长度一般应控制在6～13mm. 　　对于直径≤2.0mm的细焊丝，其气体流量宜控制在10～25L/min；焊丝直径2.0mm的气体流量为30～50L/min.气体保护焊丝。具体焊接过程如下： 第一步：焊前准备 （1）首先把工件待焊处的氧化物及锈斑等清理干净； （2）焊前预热，Q550钢板不可冷焊接，必须加热，焊前加热温度（炉体温度）为180～200℃，保温1小时，实际工件的温度达到100～120℃的时候焊接。 （3）选用AX-320型直流电焊机，采用反极性接法； （4）根据焊条直径确定焊接电流。 第二步：焊接 为避免液压支架焊接变形，采用特殊的焊接顺序，即先打底焊接全部，再焊接立筋板，最后焊接主筋板。 第三步：焊后检查 焊接每一道焊缝后要立即检查，发现缺陷后立即处理，以免母材温度降低影响焊接质量。 5.结论 我厂液压支架的焊接工艺一直是按上述办法执行，所生产的支架的主要结构件在煤矿的长期使用中，未有开焊、变形等足以影响支架性能的情况，质量稳定可靠，也验证了我厂焊接工艺的科学性。同时，该焊接工艺也适用于其他类似构件的焊接，已在我厂得了到广泛应用。 参考文献： 焊工焊接手册 焊接工艺 机械工业出版社机械