【关键词】焊接；液压；应用
自从上世纪的80年代开始。世界上的工业便开始朝着现代化的趋势进发，它们带动了整个液压支架的迅速发展。尤其是西方国家，优先在井下的作业当中采用了先进的液压支架，其工作阻力相当大，并且可靠性十分高，为实际的矿井下作业产生了良好的效果，而且逐步使得井下作业成为了新时期的集中化生产作业。而我国也在上世纪的90年代着重发展液压支架的研制和开发领域，并且液压支架的发展方向也开始朝着大工作阻力以及高性能发展，这些内容对当前的液压支架焊接提出了严格的要求。因而现如今国内的焊接领域，已将提高整个液压支架焊接的有效性作为液压支架领域主要研究的方向和内容之一。
1焊接工艺
在现代化的发展当中，液压支架的焊接工艺所拥有的参数不仅包括了基础的焊接电流和电弧电压，还有着焊接的速度以及焊接的顺序，而当焊接电流过大的时候，十分容易产生热影响区催化，而如果焊接电流强度十分弱，又会使得焊缝内部出现较大的裂纹。因而，在实际的电流选择过程中，元控制在合适的角度，不仅不会产生催化的现象，而且也不可以产生裂纹。尤其电弧电压对于整个焊接位置的外观以及电弧的稳定性有着相当大的影响。在选择电弧电压的过程中，需要将电弧电压与实际的焊接电流进行匹配，尤其是一些气体的保护焊，两者之间的关系需要达到焊接电流I≤300A时，电弧电压U=（0.04×I+16）±1.5V；焊接电流I＞300A时，电弧电压U=（0.04×I+20）±1.5V。如果在焊接的过程中，焊接速度相当快，并且容易使得焊缝出现较大的熔宽，如果焊接速度十分慢又会导致HAz出现严重的催化现象，使得焊接出现深层次的变形状况。在实际的液压支架焊接当中，需要将焊接电流控制在280到410A.之内而电弧的电压也需要控制在29到40V以内，并且焊接速度应当保持在20到50m/h内。
2焊接方法与工艺参数
2.1焊接方法
以液压支架为例，工程实践中广泛应用的焊接技术包括CO2气体保护焊接技术、混合气体保护焊接技术以及焊条电弧焊焊接技术等几种类型[2]。早期液压支架结构件焊接以焊条电弧焊技术为首选方案，以确保焊接全位置适应性。在焊接技术不断发展的背景下，混合气体保护焊接技术以及CO2气体保护焊接技术为开始应用于液压行业中，表现出了生产效率高以及焊接质量好等一系列优势，尤其对液压行业中广泛存在的屈服强度在650.0MPa以上的高强度钢材，上述焊接技术表现出了非常突出的优势。同时，为了合理控制母材受到电弧热量输入的影响，选择焊接技术时，应以能量分布更为集中的CO2气体保护焊接技术为首选方案。
2.2焊接材料
在液压行业中，为了确保液压支架的质量水平，要求焊接接缝金属在焊接状态下的力学性能最大限度地与母材力学性能相接近。因此，部分液压支架生产制造企业在焊接材料选择中，采取等强匹配甚至超强匹配的基本原则。但国外也有部分研究中表明，遵循低强匹配的原则选择焊接材料，可以减少焊接接缝冷裂纹，因此，在液压行业工程结构焊接中得到了广泛应用。国内相关研究经验表明：若液压支架结构件刚度较高，无法规避冷裂纹问题，应优先考虑选择较母材强度适当偏低的材料作为填充金属材料，以此种方式在提高接头综合性能
的同时，改善其韧性水平，并达到降低焊接接头强度的目的[3]。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如在针对900.0MPa高强度钢焊材匹配特性的研究中，选用HS-80低匹配焊丝作为焊接材料，焊接形成的焊缝能够与母材韧性基本一致，所焊接高端液压支架表现出的焊接稳定性是非常确切的。
2.3焊接工艺
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等。焊接电流过大容易引起热影响区脆化，电流过小又容易使焊缝内部产生焊接裂纹。因此，焊接电流的选取要控制在既不产生HAZ脆化①，也不产生裂纹的范围内。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。考虑液压支架结构件多为中厚板结构。焊接过程中为限制过多的热输入，降低母材的过热程度，宜采用多层多道焊，而且每道高度不超过7.0mm为宜[4]。
3焊接质量控制
在液压行业焊接实践中，其焊接质量不单单受到上述焊接方法、焊接材料以及焊接工艺参数的影响，还与焊接预处理、焊接后处理方法以及原材料选用等因素存在非常密切的关联性。结合既往经验，初期液压支架结构件钢材选型建议以15MnVN以及16Mn为主，以发挥其在焊接性能良好以及碳当量小方面的优势。同时，焊接过程中，若涉及高强焊接作业，则容易存在冷裂纹、焊接热影响区软化以及焊接韧性偏低等一系列问题。针对这些问题，导致液压支架焊接后容易产生疲劳断裂的焊缝失效问题，在工程实践中必须引起重视，并通过控制焊接前清理、焊接材料选用等方式，以达到控制焊接质量的目的。
4焊接机器人的应用
在液压行业制造过程中，以液压支架为例，考虑其焊接结构通常尺寸较大且板材厚度大，在焊接加工中工艺复杂程度高，存在较大的焊接难度，故在相当长一段时间内仍以手工焊接模式为主。但结合既往研究结果来看，传统意义上的手工焊接模式难以保障焊接质量，且作业环境恶劣，生产效率不高。针对这一问题，近年来液压行业开始广泛探索有助于保障焊接质量、提高焊接效率、改善作业条件以及降低焊接劳动强度的焊接技术与工艺，而对焊接机器人技术的合理应用正是解决这一问题的关键所在。
在液压行业应用焊接机器人技术实现焊接自动化的过程中，应充分考虑如下问题：对于液压支架而言，以箱型结构为主，此类结构液压支架焊接内部分布有复杂多变的空间焊接接缝，因此，在应用焊接机器人进行自动化焊接时，不但需要始终确保焊枪姿态的稳定与标准，还应确保其在复杂内部结构空间中保持良好的空间位移状态；液压支架结构件多是选用中等厚度板材经拼接焊方式构成，因此，在人工操作中，容易于拼装以及下料等环节产生误差，影响焊接效果。而通过对机器人焊接技术的应用，可以对焊接下料与拼装等各个环节进行动态跟踪，及时掌握焊接过程中焊缝宽度、坡口尺寸的变化情况，确保焊接位置的准确性；在液压支架焊接期间，通过对焊接机器人技术的应用，能够通过多层多道焊接的方式，根据工艺设定编写相应焊接程序，确保层道间焊接轨迹、焊枪姿态以及工艺参数的统一性，以更好地保障液压支架的焊接质量。
5结语
众所周知，在液压支架制造行业高产、高效要求不断提升的背景下，有关液压支架制造焊接的要求也开始呈现出综合性、可靠性的发展趋势。如何确保液压支架的制造质量，已成为焊接领域高度重视的课题之一。本文围绕焊接技术在液压行业中的应用问题展开分析与探讨，首先从焊接方法、焊接材料以及焊接工艺3个方面着手，对液压支架焊接中的关键控制要点进行分析，然后论述了控制液压支架焊接质量的基本思路，最后以焊接机器人技术的应用为例，简述了通过焊接机器人技术实现自动化焊接转型发展的关键要点，望能够促进液压行业对焊接技术的进一步应用。
【参考文献】
【1】李广德.液压挖掘机工作装置的焊接参数对焊接疲劳寿命的影响
分析[J].煤炭技术,2017(10):237-239.
【2】王亮忠,樊哲亮.液压缸窄间隙焊接工艺研究[J].煤矿机械,2016(8):
95-96.
论文作者:赵树峰1 王君伟2
论文发表刊物:《科学与技术》2019年20期
论文发表时间:2020/4/17
标签：液压论文; 支架论文; 电弧论文; 焊接技术论文; 电流论文; 机器人论文; 行业论文; 《科学与技术》2019年20期论文;