冀中能源機械裝備集團有限公司邢臺機械廠 （河北 054000） 郭瑞燕

1. 概述

液壓支架是煤礦綜合機械化采煤工作面的重要支護設備，其主要組成部分有底座、頂梁、掩護梁及液壓缸等，各部件裝配尺寸要求較高，總裝時要保證各部件安裝銷軸穿插靈活，保證支架使用性能和整體性能。其底座一般是由鋼板焊接成的箱體式結構，結構復雜，焊接量大，焊接尺寸不易保證，容易產(chǎn)生焊接變形。因此，焊接質(zhì)量的保證和焊接變形的控制是質(zhì)量控制的關鍵，也是支架制造的關鍵。經(jīng)過認真分析制定了底座合理的焊接工藝，有效地控制了焊接變形，達到了設計要求。

以ZF45.00液壓支架的底座焊接為例，由于焊接變形，導致底座在焊接后出現(xiàn)內(nèi)主肋內(nèi)側的肋板鉸接孔中心在垂直方向向下收縮，使其與兩件內(nèi)主肋三孔不同心，同軸度無法保證。

2. 焊接變形控制

針對上述問題，我們分析影響焊接結構變形的因素主要有焊接參數(shù)、裝配及焊接順序，焊縫在結構中的位置，以及結構的剛性等。

（1）控制變形 從焊接參數(shù)入手，采用混合氣體保護焊（80%Ar+20%CO2），并選用φ1.2mm焊絲。具體焊接參數(shù)選用：打底焊接電流280～320A，電弧電壓36～38V，成形焊接參數(shù)為焊接電流320～360A，電弧電壓36～38V，焊接速度500mm/min，氣體流量20L/min。選用小直徑的焊絲和偏低電流，減小了焊件的受熱范圍和焊接應力，從而減小了焊接變形。

（2）支架底座結構設計特點分析 外主肋沒有鉸接孔，前后連桿均為單連桿與底座內(nèi)主肋通過鉸接軸裝配，且在內(nèi)主肋內(nèi)側還包含一種主肋板（ZF45.0806）。對接時，一般按常規(guī)工藝穿軸對接，即先將肋板（ZF45.08BT－7）對接到位后再對接肋板（ZF45.0806），所以導致肋板（ZF45.0806）的垂直公差分布受其下方肋板（ZF45.08BT－7）的影響，分布并不均勻；焊接時，由于高溫熔化焊接完成后冷卻，垂直方向向下的拉伸，且肋板本身長度較短，質(zhì)量較小，以及對接時縫隙被填平，導致焊接完成后，肋板（ZF45.0806）在垂直方向向下產(chǎn)生焊接收縮，從而關鍵尺寸主肋（ZF45.0802）、主肋（ZF45.0803）、肋板（ZF45.0806）鉸接孔φ101mm同軸度不能滿足設計要求，如圖1～圖3所示。

圖 1

圖 2

圖 3

3. 改進措施

通過對以上產(chǎn)生焊接變形的原因分析，結合我廠生產(chǎn)能力對實際生產(chǎn)焊接工藝做出如下改進。

（1）焊接時嚴格掌握公差標準 在保證底座力學性能以及結構要求的前提下，適當加大肋板（ZF45.0806）中鉸接孔的公差，通過結合各方面分析后得出公差范圍由上偏差+0.54mm、下偏差+0.34mm，改為上偏差+0.74mm、下偏差+0.54mm。

（2）考慮垂直方向拉伸力 主要為垂直向下作用力，在對接過程中將鉸接孔公差預先全部預留在垂直向上方向，用以減少或者抵消焊接完成后變形量。此過程的實現(xiàn)為肋板（ZF45.0806）對接時，在其鉸接孔上方墊支撐物如圖4所示。

（3）調(diào)整工藝 常規(guī)工藝對接時，肋板（ZF45.08BT－7）對肋板（ZF45.0806）的影響較大，在此次制作中打破常規(guī)，先將肋板（ZF45.0806）位置確定后，再找正肋板（ZF45.08BT－7）的位置，以大幅度降低出現(xiàn)偏差的可能性。

在焊接過程中，先焊接肋板（ZF45.08－12）、肋板（ZF45.08BT－8）、肋板（ZF45.08BT－9）、肋板（ZF45.0806）垂直方向的焊縫，再焊接水平方向的焊縫，用以增加其垂直方向的受力性能，如圖4所示。

圖 4

4. 結語

通過合理的焊接工藝，有效地控制了底座的焊接變形，焊后結構尺寸達到圖樣技術要求，從而保證了整批液壓支架的制造質(zhì)量。