液压支架焊接技术研究现状

液压支架焊接技术研究现状

欧阳作军

身份证号：13280119630305****

摘要：国主要的能源之一就是煤炭，其在我国国民经济建设中起到了很大作用。而且煤炭将会一直作为我国主要的能源直到新能源开发出来之后。基于这一现状，我国急需对煤炭工业进行改进，将煤炭产业转向以综合自动化为核心，同时实现高效、洁净、安全等目标。而液压支架可以使得整个采煤的过程机械化，不仅提高了整个采煤过程的效率，还可以保证煤矿工人的安全。因此，本文主要对液压支架焊接技术研究现状进行分析探讨。

关键词：液压支架；焊接技术；现状

一、液压支架焊接技术类型和应用要求

常见的液压支架焊接技术包括刚性焊接技术和柔性焊接技术，刚性焊接技术是多台焊接机器人通过工件输送线有效连接起来，每个焊接程序对应一台焊接机器人，组成完整的焊接生产线。柔性焊接技术是指在统一托盘中设置所有被焊接结构件，托盘和生产线上的各个变位机相互配合，托盘上的编号或工件被焊接机器人识别以后，托盘被自动卡紧，根据预先设定的焊接程序来焊接液压支架结构件，不用重新调整或设置焊接机器人。在实际焊接过程中，煤矿企业应结合自身具体情况，选择合适的焊接技术，一般情况下，刚性焊接技术适合焊接一些大批量、改型慢的构件；柔性焊接技术适合焊接小批量或中批量的构件。

二、液压支架焊接技术应用

1、焊接性能评估

煤矿液压支架焊接之前，按照焊接设计要求，对于煤矿液压支架的焊接性能进行科学评估，必须保障液压支架焊接完成以后能够发挥良好的支护作用，保障液压支架钢板材料品质和性能不变。一般情况下，煤矿液压支架的板材具有较高的强度和良好抗拉性，厚度较大，为了避免煤矿液压支架焊接过程中板材出现各种冷脆裂纹，焊接之前应适当预热液压支架，预热温度必须控制在110℃~150℃，焊接过程中环境温度应控制在0℃~45℃，对煤矿液压支架完成预热后，在环境温度相对稳定以后再对煤矿液压支架进行焊接。

2、选择合适的焊接材料

为了保障煤矿液压支架焊接质量，应选择合适的焊接材料，焊接材料的质量和性能对于煤矿液压支架的强度和稳定性有着决定性的影响。煤矿液压支架焊接完成后板材的性能应符合支架母材的物理和力学性能，液压支架焊接应按照强匹配或超强匹配的原则，选择相应的液压支架焊接材料。根据相关实验表明，如果煤矿液压支架焊接采用和构件轻度相同的焊接材料，其金属熔合强度不能达到良好状态。如果按照低强匹配原则，选择低强度的焊接材料，使得煤矿液压支架减少焊接冷裂纹，特别是若煤矿液压支架的强度和刚度比较大，焊接过程中无法有效控制冷裂缝，这时可以选择低强度的焊接材料，有效提高煤矿液压支架的稳定性和韧性。

3、做好相关准备工作

为了确保煤矿液压支架焊接的牢固性和质量，焊接之前应做好相关准备工作，适当对液压支架进行预处理。（1）仔细清理焊道，保证焊道内部没有残渣或杂物；（2）仔细检查液压支架焊缝接口和坡口接触的紧密程度，确定能够达到液压支架焊接设计要求；（3）准备好各种焊接材料，使用CO2对液压支架焊接进行保护，这种方法可以使焊接热量比较集中，不会产生大量熔渣；（4）检查液压支架是否存在焊缝裂纹，如果存在这样的问题，工作人员应对裂纹部位进行打磨清理，处理掉原有焊缝，重新定位，确保煤矿液压支架焊接质量。

4、优化焊接工艺

煤矿企业要根据液压支架的具体情况和实际应用需求，优化焊接工艺，保障液压支架焊接质量，在焊接过程中注意以下问题：

（1）煤矿液压支架完成预热处理以后，在非焊接区域覆盖石棉被，最大程度地减少焊接热损失，防止液压支架出现焊接冷裂纹；

（2）为了保障煤矿液压支架焊接质量，严禁对液压支架进行下坡焊接，确保焊缝平稳整齐，对液压支架夹角区域进行焊接时，引弧点和收弧点之间的角度距离不能小于5cm，特别是煤矿液压支架应力集中区域严禁引弧或收弧；

（3）为了保障煤矿液压支架连续、高效焊接，要先焊接液压支架横缝，然后再焊接液压支架纵缝，液压支架点焊连接位置和垂直焊缝进行对称焊接，若液压支架的抗拉性能不足，受到收缩应力影响产生开裂，焊接人员可以从反方向对液压支架进行焊接，为液压支架的焊缝留出一定的空间，减少收缩应力的影响；

（4）为了确保液压支架焊接性能，液压支架主筋板和盖板、盖板坡口和主筋搭边的焊缝必须覆盖完全，避免在液压支架高应力集中部分设置焊缝，特别是母材交接位置可以应用角焊缝对构件实现圆滑过渡，防止煤矿液压支架焊接产生不连续缺陷；

（5）煤矿液压支架的焊角高度应大于1cm，坡口深度大于1.2cm，应用多层多道焊接形式，若液压支架焊角高度大于1cm、小于1.2cm，可以采用两层四道焊接方式；若液压支架焊角高度大于1.4cm、小于1.8cm，采用三层八道或三层六道焊接形式。

三、液压支架技术现状

1、制造水平相对落后

我国目前虽然在液压支架技术方面取得了一些成绩，但是和发达国家相比，我国在支架材料、加工工艺、性能和使用寿命等方面还有很大的差距。我国用乳化油作为液压支架系统的阀类，所以要求要有很高的防锈蚀性。对于密封件的寿命，我国只要大于2年就可以，而国外则是要求大于5年；国外的液压试验耐久性实验要求一般是在30000-40000次，而我国只要求大于7000次。这种技术水平拉大了我国与国外液压支架技术水平的差距，所以，在国内一些小型的煤矿企业中可能还有生存空间，但如果在国内高产工作面和国际上则不具备竞争优势。专业人士普遍认为我国目前的液压支架技术水平连1979年从国外引进的100套的液压支架技术水平都没有达到，不仅引起我国液压支架制造领域的深思。

2、液压支架控制系统研究十分落后

液压支架的控制系统在一定程度上制约着移架的速度和综采的经济效益。西方国家早在20世纪80年代就开始着手研究液压支架的控制系统。目前，美、德、英、日等一般都是可编程电液控制，而我国却仍使用着手动操纵，这根本就不符合机械化的开采模式，也无法在最大程度上保护煤矿人员的安全问题。

四、中国液压支架的发展方向

现今是科学技术发展非常迅速的时代，就煤炭综采来讲，国外许多采煤大国都没有中断过对综采技术的技术投入，一直在为获得更好的经济效益进行研究、创新。如今世界上已存在70多个电液自动化控制工作面，且对于自动化控制工作面的技术设备还在不断继续向前推进。中国的液压支架虽取得了显著成就，但与国际水平相比，中国的液压支架技术还相当落后，在今后10a，中国液压支架将会朝着电液控制系统、移架速度快、钢板强度高、技术含量大的方向发展，对有断层或破碎带的工作面将会加大支架移架力，尽可能减少千斤顶数量，尽可能采用抬底座机构和整体的可靠推杆。总之，随着中国科学技术的发展及政府重视程度的逐渐加强，液压支架技术的发展应根据中国国情与煤矿实际发展来进行新品种的研发，同时不断提高支架的工作可靠性，并对支架的控制系统进行改进。

五、结语

近年来，中国经济快速发展，中国煤矿行业也取得了较大进步和发展，这对于煤矿液压支架使用性能和稳定性的要求越来越高。应结合煤矿液压支架的结构和焊接工艺要求，完善和改进液压支架焊接技术，严格控制各个焊接环节，保障煤矿液压支架焊接质量。

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