王毅

摘 要：液壓支架作為一種液壓動力裝置，其利用液體的壓力所產(chǎn)生的支撐力來進(jìn)行工作，是現(xiàn)代各施工企業(yè)在施工過程中不可缺少的配套設(shè)備。由于液壓支架結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，所以其焊接工作量較大，焊接工作質(zhì)量的高低直接決定了液壓支架制造的質(zhì)量，也會對工程安全產(chǎn)生較大的影響。文章從液壓支架結(jié)構(gòu)的技術(shù)要求入手，對焊接工藝參數(shù)進(jìn)行了分析，并進(jìn)一步對焊接殘余變形的控制進(jìn)行了具體的闡述。

關(guān)鍵詞：液壓支架；焊接工藝；變形控制

建筑工程的迅速發(fā)展，對機(jī)械設(shè)備的要求越來越高，高效的安裝工程是建筑施工的基本前提。目前液壓支架結(jié)構(gòu)由于其具有較好的安全性、靈活性和方便性等特點，使之被建筑企業(yè)廣泛的應(yīng)用。液壓支架結(jié)構(gòu)的質(zhì)量至關(guān)重要，而其質(zhì)量控制的關(guān)鍵即是焊接品質(zhì)的好壞。由于液壓結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，其很多結(jié)構(gòu)件都是由鋼板焊接而成的組合箱式結(jié)構(gòu)，所以不僅存在著焊接量大，而且焊接尺寸也各不相同，在焊接工作中具有一定的難度，很容易發(fā)生變形。所以經(jīng)過多年的實踐經(jīng)驗，為了有效的保證液壓支架的質(zhì)量，通常都會采取科學(xué)的焊接工藝有效的保證焊接的質(zhì)量，從而使液壓支架滿足設(shè)計的要求，確保其發(fā)揮良好的效果。

1 液壓支架結(jié)構(gòu)的技術(shù)要求

由于液壓支架結(jié)構(gòu)需要有較大的支撐力，所以對其支架結(jié)構(gòu)要求較為嚴(yán)格。不允許液壓支架結(jié)構(gòu)件的外形上有任何的尖角出現(xiàn)，而且公差在任何方向1米處的范圍內(nèi)的未注平面度都不允許大于2mm；焊接結(jié)構(gòu)中鉸接處的4孔同軸度為D1～2mm，焊縫抗拉強(qiáng)度不能低于520Pa。在焊接過程中難免有焊縫的存在，在進(jìn)行液壓支架結(jié)構(gòu)焊接過程中，所以焊縫的地方都需要嚴(yán)格按照液壓支架通用的技術(shù)要求來進(jìn)行焊接，同時還在確保焊接過程中不能有開裂、氣孔、斷裂及未融合等缺陷的發(fā)生。

2 焊接工藝參數(shù)

2.1 焊接材料

根據(jù)多年的制造經(jīng)驗，我們在焊接材料的選取上采用了等強(qiáng)匹配和低強(qiáng)匹配相結(jié)合的原則，焊接材料在保證強(qiáng)度的前提下適當(dāng)考慮焊材的延伸率和塑韌性。屈服強(qiáng)度δs>350MPa的母材焊接材料強(qiáng)度等級較母材強(qiáng)度低一個等級，也就是按照母材的屈服強(qiáng)度等同于焊材的抗拉強(qiáng)度的原則選取，Q420、Q460選用E50級焊材，Q550選用E60級焊材，Q690選用E70級焊材；對于屈服強(qiáng)度≤350MPa的Q345母材，則按照等強(qiáng)匹配的原則，保證焊材抗拉強(qiáng)度等同于母材抗拉強(qiáng)度，選用E50級焊材。

2.2 焊接電流

在液壓支架結(jié)構(gòu)焊接過程中，其焊接電流的選取則直接關(guān)系到熔深、焊絲溶化速度及工作效率，其與這三者的關(guān)系都是呈正比，而且隨著焊接電流的增大，焊接熱能量也會相應(yīng)的增加，這也會直接導(dǎo)致焊接應(yīng)力和焊接殘余變形的增加。所以在液壓支架焊接過程中，選擇適宜的焊接電流是至關(guān)重要的，可以有效的起到控制焊接應(yīng)應(yīng)力和焊接殘余變形的作用。通常情況下對于焊接電流的選擇則通過公式：焊條電弧焊的焊接電流I=（40～50）d來進(jìn)行選擇，式中的d為焊條直徑。由于焊接方式的不同，所以其所選擇的焊接電流也會有所不同。

2.3 焊接電壓

焊接電壓對焊接質(zhì)量的影響相當(dāng)大，對焊道外觀、熔深、電弧穩(wěn)定性及焊縫力學(xué)性能都有很大影響。液壓支架由于焊接工作量較大，故國內(nèi)絕大多數(shù)企業(yè)都選用了勞動生產(chǎn)效率較高的CO2氣體保護(hù)焊，其焊接電流與焊接電壓的匹配關(guān)系為：焊接電流I≤300A時，焊接電壓V=0.04×A+16±1.5V，式中A為焊接電流；焊接電流I>300A時，焊接電壓V=0.04×A+20±2V，式中A為焊接電流。一般來說，短路過渡時，電壓為16～24V，粗滴過渡時，電壓為25～40V。

2.4 干伸長度（焊絲伸出導(dǎo)電嘴長度）

在實際焊接工作中，對于焊絲伸出導(dǎo)電嘴的長度有固定的公式L=0.04I+（6～10）mm。在焊接工作中就按照這個公式來選擇適合的干伸長度。因為在焊接過程中，干伸長度距離過大或是過小都會影響到焊接的效果。當(dāng)干伸長度過大時，則焊絲會發(fā)生熔化，不僅容易導(dǎo)致嚴(yán)重的飛濺發(fā)生，而且在焊縫處極易產(chǎn)生氣孔和弧坑等缺陷發(fā)生。反之而容易使飛濺物堵塞噴嘴，不僅使焊工的視線受到影響，而且保護(hù)效果也較差，無法保證焊接的質(zhì)量要求，所以對于干伸長度的選擇在合理和科學(xué)。

2.5 焊接速度

在焊接工作中并不是速度越快越好，因為適宜的焊接速度對于保證焊區(qū)的塑性和韌性具有非常好的效果。在焊接過程中，其熱輸入量主要是三種要素構(gòu)成，即焊接速度、焊接電流和電弧電壓，這其中的任何一個因素都會對焊接熔深及焊道產(chǎn)生較大的影響，關(guān)系到焊縫區(qū)的力學(xué)性能及裂紋及氣孔等缺陷的產(chǎn)生。特別是在進(jìn)行高強(qiáng)度鋼焊接時，更要注意焊接的速度。通常情況下，利用CO2氣體保護(hù)焊時，則會將焊接速度控制在15～30m/h范圍內(nèi)。

2.6 氣體流量

CO2氣體流量的選擇，應(yīng)根據(jù)焊接電流、電弧電壓、焊接速度三因素來選擇，通常焊絲直徑d<0.8mm時，氣體流量為13～15L/min；焊絲直徑d>1.2mm時，氣體流量約為20～25L/min（1.2mm選最小值，1.6mm選最大值）。

3 焊接殘余變形的控制

3.1 反變形（以頂梁焊接為例）

液壓支架整體頂梁為了提高前端切頂力，一般設(shè)計為距離前端1000～1200mm處上翹3°～5°，針對這一現(xiàn)象，我們采取了下料時，將主筋上翹彎尺寸增大20～25mm，對頂板也相應(yīng)增大上翹彎曲尺寸20～25mm的方法，保證了結(jié)構(gòu)件尺寸要求。

3.2 控制對接間隙

為了防止結(jié)構(gòu)件焊后橫向收縮引起彎曲變形，對結(jié)構(gòu)件內(nèi)置筋板下料時，采取了在相互配合部位，包容件上下偏差均為正公差，被包容件上下偏差均為負(fù)公差，以保證配合間隙的同時，確保下料筋板精度，避免二次氣割導(dǎo)致的對接間隙增大產(chǎn)生的收縮量增大，變形嚴(yán)重現(xiàn)象。

3.3 控制焊接順序

在焊接過程中，遵循先焊短焊縫，后焊長焊縫；先焊縱焊縫，再焊橫焊縫；對稱跳焊，多層多道焊的原則。即在組點完畢，先將結(jié)構(gòu)件所有焊縫平焊4～5mm一層打底焊，使之形成一個框架結(jié)構(gòu)，然后采用垂直角焊（船形焊）方法，先焊加強(qiáng)筋板與主筋板間縱向短焊縫，其次焊加強(qiáng)筋板與頂（底）板間橫向短焊縫，最后焊主筋板與頂（底）板間橫向長焊縫，且焊接從中間采取倒退焊法向兩端施焊，以確保應(yīng)力向兩頭釋放，減小焊接變形。

4 結(jié)束語

目前我國液壓支架結(jié)構(gòu)開始朝著高可靠性的方向發(fā)展，這就對焊接品質(zhì)提出了更高的要求，需要保護(hù)焊接工藝的科學(xué)性和合理性及掌握的熟練程度，從而使液壓支架結(jié)構(gòu)的品質(zhì)得以保證。這就需要在液壓支架制作過程中，控制好焊接工藝的品質(zhì)，采取科學(xué)合理的措施避免發(fā)生焊接變形的可能，同時還要嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行焊接，保證液壓支架的質(zhì)量。

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