一种液压支架结构件焊接方法技术

本发明专利技术涉及一种液压支架结构件焊接方法，该焊接方法依次包含清理、拼接、预热、人工溜底、修整、机器人打底、机器人填充和机器人盖面，操作步骤顺序安排合理，操作简单，通过控制拼接间隙和优化人工溜底工艺参数来抑制根部未熔透和未熔合缺欠出现，同时促进焊缝气体排出、降低根部气孔缺欠出现频次，通过优化机器人焊接参数来抑制机器人自动焊过程中的气孔、夹渣等缺欠；能够解决目前液压支架结构件焊接存在大量气孔、夹渣、未熔合、未焊透缺欠的技术问题。问题。问题。

【技术实现步骤摘要】
一种液压支架结构件焊接方法


[0001]本专利技术涉及焊接
，更具体地说，它涉及一种液压支架结构件焊接方法。

技术介绍

[0002]液压支架是煤矿井下重要装置之一，主要用于工作面的支撑、同时将采空区和工作区分开、为煤矿井下作业提供一个安全施工环境，是煤矿开采安全的重要保障。液压支架结构件包括底座、掩护梁、顶梁、连杆等，均由钢板拼焊制成，结构件作为液压支架的主要承重部件，焊接质量对于煤矿安全生产至关重要。结构件通常采用MAG多层多道焊的方式，由于工件尺寸较大、拼装质量难以保证，无法直接进行机器人自动化焊接，一般都需要先进行人工溜底、防止机器人烧穿，后再采用机器人进行自动化打底、填充、盖面，通过以上焊接方法进行实际生产时，经常出现如图1
‑
图3所示大量的气孔、夹渣、未熔合、未焊透等缺欠，导致结构件经常被迫返修、甚至整条焊缝都需要返修，不仅减慢生产节拍、降低生产效率，还造成焊材的浪费、增加了生产成本，更重要的是经过返修母材热损伤加剧，接头可靠性下降，直接影响结构件的服役安全。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提出一种液压支架结构件焊接方法，能够解决目前液压支架结构件焊接存在大量气孔、夹渣、未熔合、未焊透缺欠的技术问题。
[0004]本专利技术提供了如下技术方案：一种液压支架结构件焊接方法，包含如下步骤：S1：清理，采用角磨机或氧化膜清洗机将待焊接区域及待焊接区域周边0
‑
30mm区域清理干净，其中坡口处和钝边处采用百洁布砂轮片打磨；S2：拼接，将打磨好的待焊钢板进行拼接，形成拼接好的液压支架结构件组件，拼接间隙为2
‑
4mm，拼接后采用人工MAG点焊固定；S3：预热，将拼接好的液压支架结构件组件放入热处理炉中进行预热；S4：人工溜底，采用角磨机对点固焊缝进行打磨，使焊缝厚度≤1mm，打磨后清理坡口及周边异物；检查拼接间隙是否在2
‑
4mm范围内，拼接间隙不合格的进行返修，拼接间隙合格的进行工件温度检查，保证施焊温度在一定范围内进行人工焊接，采用人工MAG方式进行人工溜底；S5：修整，采用角磨机修整人工溜底焊缝，使焊缝整体呈“凹”字型，采用角磨机对坡口内部及周边进行清理；S6：机器人打底：将液压支架结构件组件安装于焊接操作台上，在施焊温度为一定范围内的基础上进行机器人打底焊；S7：机器人填充与盖面：将液压支架结构件组件逐条焊道进行机器人填充焊与盖面焊。
[0005]进一步的，S2步骤中，点固焊缝长度为30
‑
100mm，点固焊接参数为：焊接电流260
‑
300A、焊接电压27
‑
29V、焊接速度30
‑
40cm/min。
[0006]进一步的，S3步骤中，预热温度为200
‑
300℃，预热时间2
‑
4h。
[0007]进一步的，S4步骤中，施焊温度为80
‑
150℃，人工溜底焊接参数为：焊接电流240
‑
320A，焊接电压26
‑
30V，焊接速度25
‑
35cm/min，焊丝干伸长18
‑
30mm，保护气流量10
‑
15L/min，焊枪倾角10
‑
30
°
，焊枪摆动方式为月牙形，人工溜底焊缝焊缝厚度2
‑
5mm。
[0008]进一步的，S6步骤中，施焊温度范围为80
‑
150℃，机器人自动打底焊施焊过程中开启电弧跟踪功能、打开排烟除尘装置，机器人自动打底焊焊接参数为：焊接电流320
‑
400A，焊接电压30
‑
34V，焊接速度40
‑
50cm/min，焊丝干伸长15
‑
30mm，保护气流量15
‑
20L/min，焊丝摆动幅度3
‑
6mm，焊丝摆动频率1
‑
2.5HZ。
[0009]进一步的，S6步骤中，施焊温度范围为80
‑
150℃，机器人自动打底焊施焊过程中开启电弧跟踪功能、打开排烟除尘装置，机器人自动打底焊焊接参数为：焊接电流320
‑
400A，焊接电压30
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34V，焊接速度40
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50cm/min，焊丝干伸长15
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30mm，保护气流量15
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20L/min，焊丝摆动幅度3
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6mm，焊丝摆动频率1
‑
2.5HZ。
[0010]进一步的，S2步骤中，同一条焊缝中，拼接间隙偏差≤0.8 mm并且点固焊缝之间的距离范围为800mm
‑
1000mm。
[0011]进一步的，S4步骤中，人工溜底焊接时手持焊枪手臂每次移动距离≤600mm，操作过程保持焊枪的高度、角度不变。
[0012]进一步的，焊接接头形式为“V”型、
ꢀ“
Y”型或“U”型；焊接坡口角度为40
‑
60
°
，钝边≤20mm；母材为低合金高强钢，板厚为15
‑
40mm；焊接保护气使用80%Ar+20%CO2混合气体；焊接使用焊丝为无镀铜碳钢焊丝，人工焊接焊丝直径选用φ1.2mm，机器人焊接焊丝直径选用φ1.4mm；焊接过程中及时清理焊枪喷嘴中的飞溅异物，清理时间间隔不超过30min。
[0013]本专利技术具有以下有益效果：1.操作方便、焊缝质量高、焊接缺欠少，可显著降低焊缝缺欠率和返修率，能够提高生产效率、降低生产成本，相应提升液压支架井下作业可靠性，具有节材、节能、降耗、增效的显著优点；2.通过严格控制拼接间隙有效增加人工溜底焊缝的根部熔透能力和侧壁熔合能力，同时增加了熔池中气体的逸出通道，有效避免根部未熔透缺欠，降低侧壁未熔合和气体缺欠问题发生频次；3.本专利技术采用机器人焊接工艺增强了熔池对前一道焊缝和两侧焊道的熔合能力，可重熔消除掉前一道焊缝的表面缺欠、有效降低了焊道间未熔合缺欠倾向；4.本专利技术采用机器人盖面焊工艺，焊缝成型美观、表面质量好，焊道间过渡圆滑，应力集中小，焊接后无需打磨操作，检验合格后可直接进行下一步工序，节省打磨工序步骤；5.采用本专利技术步骤焊接得到的焊缝接头强度高、可靠性好， Q550母材焊接接头强度大于750MPa，室温冲击功在155J以上；Q690母材焊接接头强度大于780MPa，室温冲击功在165J以上；6.应用范围广，可推广应用于其他材料、其他结构的多层多道焊生产中，为焊接操
作方法提供有益指导；综合以上，本专利技术提供了一种液压支架结构件焊接方法，该方法步骤包括清理、拼接、预热、人工溜底、修整、机器人打底、机器人填充、机器人盖面，操作过程中主要通过控制拼接间隙和优化人工溜底工艺参数来抑制根部未熔透和未熔合缺欠出现，同时促进焊缝气体排出、降低根部气孔缺欠出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液压支架结构件焊接方法，其特征是，包含如下步骤：S1：清理，采用角磨机或氧化膜清洗机将待焊接区域及待焊接区域周边0
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30mm区域清理干净，其中坡口处和钝边处采用百洁布砂轮片打磨；S2：拼接，将打磨好的待焊钢板进行拼接，形成拼接好的液压支架结构件组件，拼接间隙为2
‑
4mm，拼接后采用人工MAG点焊固定；S3：预热，将拼接好的液压支架结构件组件放入热处理炉中进行预热；S4：人工溜底，采用角磨机对点固焊缝进行打磨，使焊缝厚度≤1mm，打磨后清理坡口及周边异物；检查拼接间隙是否在2
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4mm范围内，拼接间隙不合格的进行返修，拼接间隙合格的进行工件温度检查，保证施焊温度在一定范围内进行人工焊接，采用人工MAG方式进行人工溜底；S5：修整，采用角磨机修整人工溜底焊缝，使焊缝整体呈“凹”字型，采用角磨机对坡口内部及周边进行清理；S6：机器人打底：将液压支架结构件组件安装于焊接操作台上，在施焊温度为一定范围内的基础上进行机器人打底焊；S7：机器人填充与盖面：将液压支架结构件组件逐条焊道进行机器人填充焊与盖面焊。2.如权利要求1所述的一种液压支架结构件焊接方法，其特征是，S2步骤中，点固焊缝长度为30
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100mm，点固焊接参数为：焊接电流260
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300A、焊接电压27
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29V、焊接速度30
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40cm/min。3.如权利要求1所述的一种液压支架结构件焊接方法，其特征是，S3步骤中，预热温度为200
‑
300℃，预热时间2
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4h。4.如权利要求1所述的一种液压支架结构件焊接方法，其特征是，S4步骤中，施焊温度为80
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150℃，人工溜底焊接参数为：焊接电流240
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320A，焊接电压26
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30V，焊接速度25
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35cm/min，焊丝干伸长18
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30mm，保护气流量10
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15L/min，焊枪倾角10
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30
°
，焊枪摆动方式为月牙形，人工溜底焊缝焊缝厚度2
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5mm。5.如权利要求1所述的一种液压支架结构件焊接方法，其特征是，S6步骤中，施焊温度范围为80
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150℃，机器人自动打底焊施焊过程中开启电弧跟踪功能、打开排烟除尘装...

【专利技术属性】
技术研发人员：李福永，刘晟，兰志宇，白海明，守晨鹏，李争，边玉召，裴守魁，王栋，马云龙，王增伟，訾明焘，韦超，
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：