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1、45钢板的CO2焊接工艺 薛忠健 (淮北矿业集团 机电装备公司,安徽 淮北235000) 摘 要:通过对工件焊接性的分析以及对所采用的焊接工艺措施分析基础上,制定了合理的CO2焊接工艺,克服了 焊接中材料淬硬倾向大的困难。 关键词:45钢板;焊接工艺;措施 中图分类号:TG44 文献标识码:A 文章编号:1008 - 8725(2003)08 - 0019 - 02 0 前言 车间制造结构件中经常需要一些压模,有些压 模因所制工件数量大,为提高压模强度而采用45 钢。由于公司45钢板厚度一般均在30 mm以下,而 压模的厚度一般均大于60 mm ,若采用锻件则成本 在车轴垂直方向上,朱仙庄矿下
2、山巷道角度为 35,上山巷道角度为25,支架在上下山运输中,运 输中支架前后的方向不易改变,如支架的重心垂线 经过平板车的重心上,运输中,支架和平板车不稳定 易发生危险,通过计算,此时支架的重心线越过小车 的翻转支点(前轮)。轻放支架肯定要翻。 平板车两轮车轴间距L= 1 100 mm;轻放支架重 心距地面H= 800 + 315 = 1 115 mm;下山巷道角度为 35;L=1 115tan35=78015 mm1 100/ 2 =550 mm 在运输中,极易造成危险。为此提出:轻放支架在平 板车上的放置位置,在垂直车轴方向上向后移400 mm,然后,通过运用不同的牵引方式解决轻放支架的
3、运输易翻转问题,见图2。 图2 下山运输重心计算图 2 轻放支架在煤矿地面井下的运输 轻放支架在煤矿中,地面运输采用平板车运输, 由于轻放支架外形尺寸大于平板车,平板车之间的 连接靠原来的连接方式不行了,改用118 m长的牵 引导杆连接,在井下,上下山采用不同的牵引方式, 下山运输中采用下牵引方式,牵引力作用在平板车 上。上山运输时采用上牵引方式,用钢丝绳牵引方 式,牵引力作用在平板车上。上山运输时采用上牵 引方式,用钢丝绳套在轻放支架的顶梁上,牵引力作 用在顶梁上,运用不同的牵引方式解决轻放支架的 运输易翻转问题。这样轻放支架可以在煤矿中安全 的运输了,如图3。 图3 牵引方式 3 结束语
4、通过4年多的生产实践,证明了轻放支架配套 平板车实用、 简单、 方便。很好地解决了轻放支架的 运输问题。满足了设计要求,并取得了显著的经济 效益。 The design of light-duty roof caving coal hydraulic support equipped with flat tramcar WU Li-quan (Machinery General Factory ,Huaibei Mining Industry Group ,Huaibei 235000 ,China) Abstract:This paper introduces the design of l
5、ight-duty roof caving coal hydraulic support equipped with flat tramcar and transport ation on ground and under ground1 Key words:light-duty roof caving coal hydraulic support ; flat tramcar; transportation 收稿日期:2003 - 03 - 20;修订日期:2003 - 05 - 20 作者简介:薛忠健(1975 - ) ,男,助理工程师,1997年毕业于淮南工业学院机械制造工艺与设备专业,
6、现在淮北矿业集团机电装 备有限公司铆焊车间从事机械制造专业的技术工作。 第22卷第8期 2003年8月 煤 炭 技 术 Coal Technology Vol122 ,No8 Aug1,2003 1995-2007 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 高、 涉及加工,所以周转时间也长,因而采用拼焊件。 其方法是用数控切割机切下23块同样的板,拼焊 即可,如图1所示。 图1 1 焊接性分析 母材材质为45中碳钢,其碳当量CEq为0150 % 0160 % ,当含碳量大于014 %时,母材具有淬硬倾 向,冷裂敏
7、感性较高,焊接性较差,其焊接的主要困 难在于焊缝及焊接热影响区易产生低塑性的淬硬组 织,导致延迟裂纹。由于母材含碳量高,焊接过程中 母材部分熔化,其成分(主要是碳)要熔入熔池中形 成焊缝,使焊缝碳含量增加,易引起热裂纹,特别是 在收弧处对火口裂纹敏感性更高。因此,需采取低 氢焊接方法和严格的焊接工艺措施,以获得优质焊 缝。 2 焊接工艺的确定 211 坡口形式 由于该结构周边焊且板较厚,所以其坡口尺寸 不宜过大,以减少焊缝金属填充量和焊接输入量,有 利于提高生产效率和接头的抗裂能力,为便于加工、 组装,该结构采用 “V” 形坡口,见图2。 图2 212 焊接方法和材料 因CO2焊具有高效、 焊
8、缝含氢量低、 质量稳定、 接头根部可焊性好,要求坡口尺寸小和焊接热影响 区窄等优点,因此用于该工件焊接是可行的。 实践证明,按等强匹配原则选择45钢焊材料进 行焊接,其焊缝强度高于母材,但焊缝质量不易保 证。焊接过程中,相当数量母材会熔化进焊缝,使焊 缝含碳量增加,极易产生热裂纹。若焊接材料中的 锰不足以消除碳的影响,热裂倾向更为严重。此外, 碳含量增加,气孔敏感性、 冷裂倾向也相应增大,故 采用低强度等级选择焊接材料,如H08Mn2SiA焊丝 可降低焊缝含碳量,提高焊缝抗裂能力,以获得优质 焊缝。 213 预热及层间温度 预热温度是焊接45钢的重要工艺参数,焊前合 理的预热有利于焊缝中扩散氢
9、的逸出,降低焊接接 头的冷却速度,从而防止产生淬硬的马氏体组织,有 效地防止冷裂纹的产生。预热温度的确定主要与母 材成分、 焊缝中扩散氢含量等因素有关,考虑到环境 温度及散热因素,确定预热温度250。 焊接过程中要求层间温度不低于预热温度,有 利于降低焊缝中扩散氢含量,保证每层焊缝的质量。 214 焊接工艺 (1)装配前去除工件坡口及两侧的氧化皮、 油污 等。(2)定位焊前用氧 乙炔焰对工件坡口两侧范 围预热至250300,采用 312 mm的E5015焊条 对称定位焊。(3)定位焊后用氧 乙炔焰对工件进 行整体加热至250300。(4)对接缝用 112 mm、 H08Mn2SiA焊丝进行CO
10、2气体保护焊接。(5)先进 行打底焊,再进行施焊。(6)采用直流反极性接法进 行焊接,工艺参数见表1。 表1 焊接工艺参数 焊接层次焊接电流A焊接电压VCO2气流量Lmin- 1焊丝杆长mm 11401602224201214 231601802325201416 其余2202402830201416 112 mmH08Mn2SiA焊丝 直流反接 3 工艺要点 (1)CO2气体纯度必须大于9915 % ,并在气路中 增加预热干燥器,以充分减少气体含水量,降低氢的 影响。 (2)起弧、 收弧处及缺陷处用砂轮修整后再用 312 mm、E5015进行手弧焊、 封焊和补焊。 (3)焊接过程中用风铲逐层
11、锤击焊道,消除焊接 应力,既控制了层间温度又防止裂纹产生。对夹渣、 裂纹、 气孔缺陷必须及时清除。 (4)对焊缝进行打底焊时,要求焊缝成形良好, 保证焊接质量,使工件温度分布均匀,变形减小。在 采用多层多道连续焊时,后一焊道应搭接前一道焊 宽度的1312 ,焊道之间应圆滑过渡。 (5)焊接过程中保证工件整体温度在250以 上。 4 结论 经过采取上述CO2焊接工艺,模具用了很久也 无裂纹产生,能达到使用要求,降低了成本,提高了 效率,对压模制造有重要的意义。 参考文献: 1 曾乐 1 现代焊接技术手册M1 上海:科学技术出版社,1993. 2 电焊工工艺学M1 科学普及出版社,1984 ,121 20 煤 炭 技 术 第8期 1995-2007 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.