液压支架用Q690级别调质钢中厚板低预热焊接方法技术

本发明专利技术提供了一种液压支架用Q690级别调质钢中厚板低预热焊接方法，所述Q690级别调质钢中厚板是指碳含量及裂纹敏感性指数高、经过调质工艺的厚度为40

【技术实现步骤摘要】
液压支架用Q690级别调质钢中厚板低预热焊接方法


[0001]本专利技术涉及一种液压支架用结构件焊接方法，具体的说，涉及了一种液压支架用Q690级别调质钢中厚板低预热焊接方法。

技术介绍

[0002]液压支架作为煤矿综采设备中主要的支护设备，由于井下服役条件恶劣，液压支架对耐压性和耐腐蚀性均有很高要求。液压支架的结构件主要由中厚板组成，拼焊件比例占整个液压支架重量的80%以上，中厚板的厚度一般为20
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80mm，这些结构件一般采用箱型结构，具有拼装精度低、焊接量大、材料强度级别高、焊接性差、焊接拘束度高等特点。
[0003]传统的液压支架结构件用钢的强度级别从低到高分别为：Q355、Q460、Q550、Q690和Q890，随着对原料强度要求越来越高，Q690钢板的应用比例越来越高，针对调质态的Q690级别40
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80mm的中厚板，为降级其在焊接时的冷裂倾向，传统工艺在焊前需要预热100
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150℃。这种方式具有以下缺点：（1）高温预热使工人工作环境变差；（2）能源消耗大，申请人每年用于焊前预热的天然气成本高达上百万元，且燃烧产生的CO、CO2也会污染环境；（3）生产效率低，结构件在焊前预热需随炉保温3h以上，若施焊过程中温度降到100℃以下，还需再次入炉加热；（4）生产成本高，燃气的大量消耗以及效率的降低，均造成了液压支架结构件生产成本的提高。
[0004]近年来虽然行业内相继开发出了一部分免预热的Q690级别钢板焊接方法，但其应用的普遍为厚度30mm以下的TMCP状态交货的中薄钢板，但由于板材厚度越厚，焊接拘束性就越强，且调质态相比TMCP状态的钢板裂纹敏感性大，上述不预热焊接方法应用于厚度为40
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80mm的中厚板中，非常容易出现冷裂纹、未熔合等缺陷，导致无法实际应用，由于钢板成本高、性能不稳定、焊接稳定性差等缺点，上述不预热焊接方法一直没有在行业内推广，行业内对此钢板的中厚板在焊接工艺方面的研究更是空白。
[0005]为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种设计科学、只需低预热、可保证焊接质量、生产成本低的液压支架用Q690级别调质钢中厚板低预热焊接方法。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种液压支架用Q690级别调质钢中厚板低预热焊接方法，其中，所述Q690级别调质钢中厚板是指碳含量（Wc≤0.18%）及裂纹敏感性指数（Pcm≤0.28%）高、经过调质工艺的厚度为40
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80mm的低合金高强钢板，包括以下步骤：步骤（a）、将零件拼装为液压支架结构件组件，保证零件拼装间隙不大于2mm，有坡口的零件保证坡口钝边尺寸为1.5
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2.5mm；步骤（b）、将拼装好的液压支架结构件组件置于预热炉内加热，保证出炉后开始焊接前工件焊缝区域温度不低于30℃，工件各处温差变化范围在0～10℃之间；
步骤（c）、对预热后的液压支架结构件组件进行手工整体打底焊，采用ER50
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6φ1.2mm规格的实心焊丝、MAG焊接方法，焊接参数为：焊接电流240
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260A、焊接电压24
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27V、焊接速度350
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450mm/min、焊丝干伸长15
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20mm、保护气体流量15
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20L/min；步骤（d）、将手工整体打底焊后的液压支架结构件组件，用焊接机器人进行多道填充焊，焊接参数为：焊接电流300
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320A、焊接电压30
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33V、焊接速度400
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500mm/min、焊丝干伸长20
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25mm、焊丝端部摆动幅度3
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4mm、保护气体流量15
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20L/min，其中，首道填充焊在焊接时开启焊接机器人的大熔深功能，其余道填充焊在焊接时关闭焊接机器人的大熔深功能；步骤（e）、将填充焊后的液压支架结构件组件，用焊接机器人进行多道盖面焊，焊接参数为：焊接电流280
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300A、焊接电压28
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31V、焊接速度400
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500mm/min、焊丝干伸长20
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25mm、焊丝端部摆动幅度3
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4mm、保护气体流量15
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20L/min。
[0008]基于上述，步骤（d）和步骤（e）中采用的焊丝为ER76
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G φ1.2mm规格的实芯焊丝。
[0009]基于上述，步骤（d）和步骤（e）之前，需对焊接机器人进行离线编程或现场编程示教。
[0010]基于上述，步骤（a）和步骤（b）之间还设置有清理焊缝的步骤，将焊道两侧20mm范围内的铁锈、油污、浮渣清除干净，并采用角磨机打磨焊道表面至出现金属光泽。
[0011]基于上述，步骤（c）之前，调整工件摆放，确保工件所有待焊的焊缝处于平焊或平角焊位置。
[0012]基于上述，步骤（c）之后，对焊缝进行磁粉探伤，并将焊接飞溅、熔渣等清理干净。
[0013]基于上述，步骤（d）和步骤（e）中，控制道间焊接不低于预热温度，若待焊焊缝处温度低于预热温度时，及时用火枪等工具按要求进行补热。
[0014]基于上述，步骤（e）后，对焊缝进行超声波探伤，并将焊接飞溅、熔渣等清理干净。
[0015]基于上述，步骤（a）后，对拼装好的液压支架结构件组件各焊缝进行点固焊固定。
[0016]本专利技术相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本专利技术具有以下优点：1、本专利技术首次提出在液压支架用Q690级别调质钢中厚板上进行低温预热焊接，ER50
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6的实芯焊丝具有塑韧性优异的特点，采用手工整体打底焊，一方面利于减小焊接裂纹倾向，另一方面由于液压支架拼装精度较差，特别是坡口焊缝拼装间隙和坡口的大小差别较大，先进行手工整体打底焊可充分发挥了人的主观能动性，减少由于焊缝精度误差导致的焊接缺陷；由于焊接机器人的工作电流较大，对焊接裂纹敏感性较强，采用焊接机器人进行的首道填充焊时开启焊接机器人的大熔深功能（如德国CLOOS焊接机器人的RAPID深熔焊功能），首道填充焊道与人工打底焊道能够充分融合，同时由于深熔焊的电弧能量相对集中，能有效降低对焊道两侧母材的加热作用，并减小HAZ宽度，进一步减少焊接裂纹等缺陷的产生，同时有手工打底焊的基础，减轻了由于拼装精度对所述焊接机器人焊接的影响，方便了所述焊接机器人的操作，搭配各种焊接工艺参数设置，最终得到了能够满足液压支架结构件焊缝所要求的各项性能指标，解决了Q690级别低合金高强钢板采用低温预热工艺易产生冷裂纹的焊接难题。
[0017]2、采用低温预热（焊前最低预热温度30℃）焊接的方法，与传统的高温预热工艺相比，在焊缝各项本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液压支架用Q690级别调质钢中厚板低预热焊接方法，其中，所述Q690级别调质钢中厚板是指碳含量（Wc≤0.18%）及裂纹敏感性指数（Pcm≤0.28%）高、经过调质工艺的厚度为40
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80mm的低合金高强钢板，其特征在于，包括以下步骤：步骤（a）、将零件拼装为液压支架结构件组件，保证零件拼装间隙不大于2mm，有坡口的零件保证坡口钝边尺寸为1.5
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2.5mm；步骤（b）、将拼装好的液压支架结构件组件置于预热炉内加热，保证出炉后开始焊接前工件焊缝区域温度不低于30℃，工件各处温差变化范围在0～10℃之间；步骤（c）、对预热后的液压支架结构件组件进行手工整体打底焊，采用ER50
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6φ1.2mm规格的实心焊丝、MAG焊接方法，焊接参数为：焊接电流240
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260A、焊接电压24
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27V、焊接速度350
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450mm/min、焊丝干伸长15
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20mm、保护气体流量15
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20L/min；步骤（d）、将手工整体打底焊后的液压支架结构件组件，用焊接机器人进行多道填充焊，焊接参数为：焊接电流300
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320A、焊接电压30
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33V、焊接速度400
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500mm/min、焊丝干伸长20
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25mm、焊丝端部摆动幅度3
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4mm、保护气体流量15
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20L/min，其中，首道填充焊在焊接时开启焊接机器人的大熔深功能，其余道填充焊在焊接时关闭焊接机器人的大熔深功能；步骤（e）、将填充焊后的液压支架结构件组件，用焊接机器人进行多道盖面焊，焊接参数为：焊接电流280
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300A、焊接电压28
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31...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟贺超，李福永，段青辰，郭玉坤，兰志宇，凡乃峰，刘晟，李争，文武，
申请(专利权)人：郑州煤矿机械集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：