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煤矿液压支架焊接技术应用研究

刘晨 殷文星 董和新

山东塔高矿业机械装备制造有限公司,山东省泰安市,271411

摘要: 在煤炭资源开采中,需要在现场使用大量的液压支架。液压支架的有效使用可以有效地保证整个采煤工作的安全稳定。在液压支架的结构中,对焊接工艺要求较高,整个焊接工艺相对复杂。焊接工作的质量直接决定着液压支架的使用寿命和安全性。基于此,本文重点对煤矿液压支架的结构焊接工艺进行分析研究,以提高整个液压支架的稳定性。
关键词: 煤矿液压支架;焊接工艺;结构构件
DOI:10.12721/ccn.2022.157115
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引言

液压支架在煤矿开采中应用广泛,对保证整个煤矿巷道的安全稳定起着至关重要的作用。由于液压支架结构由多种复杂的结构构件组成,因此在结构上属于相似结构。液压支架的尺寸相对较大,内部结构相对复杂,容易产生变形等问题。在采煤过程中,液压支架设备主要用于开采水平不超过10度的缓倾斜煤层。在实际使用中,它具有稳定性好、保护性能强、移动速度快的特点。在巷道顶板支护中具有较强的适应性。所有液压支架均采用钢结构材料焊接而成。整个结构中的焊接类型相对较多。同时,焊接工作量显著增加,实际焊接尺寸不易控制。因此,煤矿液压支架结构焊接缺陷时有发生。本文针对这些问题进行了以下分析和研究。

1煤矿液压支架结构

煤矿液压支架焊接前,应了解和熟悉液压支架的结构,为焊接工艺奠定良好的基础。煤矿液压支架主要包括插板、尾梁、掩护梁、连杆、推杆、底座、顶梁、前梁、悬臂梁等结构。煤矿液压支架在实际应用中需要承受较大的自重。其相关构件主要由钢板材料焊接而成,形成组合箱形结构。在煤矿液压支架焊接过程中,由于结构复杂、焊接量大,如果焊接工艺水平低或焊接控制不到位,容易产生焊接变形问题。因此,煤矿液压支架焊接必须高度重视焊接工艺的使用,采取科学有效的措施,严格控制焊接质量,确保煤矿液压支架焊接不变形。

2煤矿液压支架焊接技术类型及应用要求

常见的煤矿液压支架焊接技术通常包括钢结构焊接技术和柔性焊接技术。在焊接工作中,通过使用焊接机器人,可以将煤矿液压支架中的输送线有效地连接起来。有一台焊接机器人对应不同的焊接工艺,形成整个煤矿液压支架的焊接生产线。在采用柔性焊接技术的过程中,主要目的是将所有焊接结构安装在同一个托盘上,同时在生产线上托盘与定位器之间相互配合。托盘上的编号和标记直接通过焊接机器人识别。根据预设的焊接工艺和焊接液压的支撑结构,无需重新调整整个焊接位置。

在实际焊接工作中,相关工作单位必须要结合实际的工作环境以及焊接材质的具体性质,从中选择出具有针对性的液压支架焊接技术,通常情况下在刚性焊接技术的使用过程当中,主要是针对一些大批量同时比较常见的液压结构构件来进行焊接,而柔性焊接技术则适用于一些比较复杂,同时生产批量较小的焊接构件来进行焊接。

2.1支架焊接温度控制

在煤矿液压支架焊接工作之前,焊接工作人员需要依照支架结构的设计标准针对液压支架的焊接性能进行有效的分析和研究,同时还需要充分保证液压支架在焊接工作完成之后可以充分发挥出应有的性能,充分保证液压支架的钢铁材料性能不会受到影响。

通常情况下,在煤矿液压支架的制作材料方面都具有良好的强度以及良好的抗拉能力,整个钢板材料的厚度相对较大。为了有效防止液压支架在焊接工作当中产生焊接裂缝问题,在正式开始焊接工作之前需要对液压支架的焊接结构材料进行预热操作,在预热过程当中需要将温度控制在110~150℃之间。

在实际焊接工作过程中,需要将环境的温度控制在30~45℃之间,当对煤矿支架完成了预热工作之后,需要将环境当中的温度保持稳定之后再进行后续的焊接工作。除此之外,为了有效保证煤矿液压支架在焊接完成之后的整体质量,必须要充分结合压支架的材料抗拉能力以及材料的刚性程度大小,对液压支架的盖板温度来进行合理的控制。通常情况下,液压顶部盖板的温度不能<100℃,如果低于标准温度那么需要停止液压支架的焊接工作,并且重新进行新一轮的预热工作。在液压支架的焊接工作当中需要对含氢量进行有效的控制,在液压接头处的焊接过程当中需要防止液压支架出现不良的冷裂缝问题,以此来保证整个液压气压焊接工作的安全性和合理性。

2.2焊接材料的选择

为了充分保证煤矿液压支架焊接质量符合设备的使用标准,在实际的焊接工作当中需要选择标准的焊接材料,焊接材料的质量与性能直接影响到了整个煤矿液压支架结构的稳定性以及强度。煤矿液压支架在焊接工作完成之后,板材的性能强度必须要充分符合液压支架的物理性质以及力学性质。在液压支架的焊接工作当中需要对焊接匹配的强度以及焊接匹配的标准来进行确定,从中选择出最佳的焊接材料,保证整个液压支架结构焊接的质量符合设备标准。

依照相关数据分析可以看出,如果在液压支架的焊接工作当中选用强度相同的焊接材料,那么在实际的焊接工作当中,整个融合的焊接强度不能达到良好的工作状态,如果依照低强度的焊接工作方式,在选择低强度的焊接材料进行焊接过程当中,会最大限度上降低煤矿液压支架出现冷裂缝的概率。

2.3焊接技术的优化

煤矿单位在进行液压支架焊接工作当中,需要依照实际的焊接工作情况对煤矿液压支架的具体应用标准和使用性能来进行分析,有效优化煤矿液压支架的焊接工艺结构,以此来保证整个液压支架的焊接工作质量。在焊接工作过程当中必须要充分注意以下几个方面问题:首先,在煤矿液压支架完成预热焊接工作之后,在非焊接区域范围内需要铺盖相应的石棉被,以此来最大限度上降低焊接热量的损失,有效防止液压之下产生不良的冷裂缝问题。

其次,为了有效保证煤矿液压支架在焊接完成之后的性能和质量,严禁针对液压支架的下坡处来进行焊接,通过这种焊接方式可以充分保证整个焊接缝的平稳和整机程度,同时针对液压支架的夹角区域进行焊接工作当中,在引弧点和收弧点之间的角度距离不能<5cm,尤其是针对煤矿液压支架的集中应力区域当中,需要严禁使用引弧点和收弧点。

最后为了有效保证整个煤矿液压支架的焊接工作连续性,在焊接工作中需要针对煤矿焊接液压支架的裂缝问题充分重视。在焊接过程中需要从液压支架的中缝以及垂直焊缝的对称区域来进行操作,以此来保证整个液压支架的抗拉性能。相关焊接工作人员可以从反方向针对液压支架结构来进行焊接,为液压支架的焊缝留出相应的工作空间,以此来降低收缩应力所产生的不良影响。

3焊接液压支架结构件的具体要求

在煤矿液压支架结构如图1所示,在进行焊接工作当中,其中不允许存在表面明显突出的问题,在针对交接位置进行焊接工作当中,焊接工作人员需要保证四周的同轴角度控制在1~2度之间。在实际的焊接工作当中必须要充分保证整个方向面的平整程度,要保证焊缝的抗拉强度不能低于550MPa,如果在液压支架的结构构件当中存在相应的焊缝区域,那么需要依照MT312-2000明确指出液压支架当中的通用技术要求,同时还需要针对焊接方式来进行有效的选择和运用,充分保证整个焊接工作的质量符合焊接工作的需求,在整个焊接液压支架结构当中,不能产生焊缝断裂或者是焊接气孔未融合等问题。

4结语

近年来,中国经济快速发展,中国煤矿行业也取得了较大进步和发展,这对于煤矿液压支架使用性能和稳定性的要求越来越高。应结合煤矿液压支架的结构和焊接工艺要求,完善和改进液压支架焊接技术,严格控制各个焊接环节,保障煤矿液压支架焊接质量。
参考文献:

[1]杨磊.煤矿液压支架焊接技术探讨[J].能源与节能,2015(7):154-155.

[2]张亚鹏.煤矿液压支架结构件焊接工艺研究[J].科技创业家,201(6):82.