【原】C家精讲 | 液压支架结构件多道焊工艺模拟

【第三季，第20期】

液压支架结构件多道焊工艺模拟

目前，国内液压支架逐渐向大工作阻力、高性能、超高可靠性方向发展。提高液压支架焊接可靠性的研究，包括了材料、工艺、结构件类型与组成、焊接质量要求、工装设计等研究已经成为了液压支架领域的前沿课题。

我们针对两柱强力放顶煤液压支架进行焊接工艺模拟。希望对类似结构件焊接有所借鉴。

我国的液压支架有垛式、节式、掩护式和支撑式等系列，并针对不同的地质条件和煤层开发了中厚煤层液压支架、大采高液压支架、薄煤层液压支架、放顶煤液压支架等。液压支架是现代化煤矿采掘工作面的重要支护设备，而且工作环境恶劣，支架结构件的焊接质量直接影响着煤矿的安全生产，因此，指定合理的焊接工艺尤为重要。

液压支架主要起到支撑顶板、推移刮板机的重要作用。结构主要为复杂的厚板箱体结构，焊缝复杂多变，焊接质量是评价液压支架可靠性的关键因素。由于结构复杂、焊接量大，很难有效控制焊接变形，因此如何保证液压支架构件的焊接质量，减少焊接变形是液压支架加工制造企业面临的关键问题。

焊接工艺参数：

液压支架焊接工艺参数主要包括焊接电流、电弧电压、焊接速度和焊接顺序。焊接电流过大容易引起热影响区(HAZ)脆化，电流过小容易产生焊接裂纹。电弧电压对焊道外观、熔深、电弧稳定性及焊缝力学性能都有很大的影响。焊接速度过快会导致焊缝熔深和熔宽减少，焊接速度过慢则会使脆化严重，焊接变形增大。液压支架结构件多为中厚板结构，多采用多道焊，每道高度不超过7mm。关于多道焊的工艺优化，可查看C家精讲第三季第19期。

打底焊：240-260A，25-27V，焊缝高度6-8mm

填充焊：280-300A，29-31V，焊缝高度8-10mm

覆盖焊：300-320A，31-33V，焊缝高度6-8mm

焊接顺序：

合理确定焊接顺序是液压支架结构件焊接质量变形控制的关键环节。在焊接时，应先焊接钢材主筋板，然后再焊接其他筋板，先横焊接后纵向焊接，先内部后外部，整个焊接过程中按照对称交错原则。“先焊横向焊缝，在焊纵向焊缝，最后焊垂直角焊缝”，尽量采取对称式，中分式焊接。主筋板和盖板之间的焊缝必须压过盖板坡口斜边和主筋的垂直边，最后一层焊缝应先焊与母材相接的焊道，然后焊中间焊道。避免液压支架结构件焊接变形。

为了有效降低结构件的应力集中。焊接过程中应尽可能地先焊收缩量大的主肋等焊缝。对称结构的焊缝应采用对策施焊的方法以减少内应力。

C家精讲，初衷是用最短的时间，分享一些铸造/制造工艺设计与分析的经验。虽然是点点滴滴，愿能汇流成河。

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