[發明專利]一種大型液壓支架底立柱油缸缸套微變形自動焊接方法

無效

• 申請號: 201210093726.5
• 申請日: 2012-03-31
• 公開（公告）號: CN102615427A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 李剛;遲彩芬;羅崇輝
• 申請（專利權）人: 遼寧工程技術大學
• 主分類號: B23K26/20
• 分類號: B23K26/20;B23K35/30
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司 21109
• 代理人: 李運萍

技術領域

本發明屬于激光焊接技術領域，涉及一種液壓支架底立柱油缸缸套的焊接方法。尤其是涉及在焊接過程中能夠控制變形的一種自熔性高能量快速輸入激光焊接方法。

背景技術

液壓支架是煤礦用重型液壓設備的重要組成部分，它與滾筒采煤機、可彎曲刮板輸送機、轉載機及膠帶輸送機等組成一個有機的整體，實現了采、支、運等主要工序的綜合機械化采煤工藝，從而使長壁采煤技術進入了一個新的階段。它能夠支撐和控制工作面的頂板，隔離采空區，防止矸石進入回采工作面，保持安全的地下作業空間，使工作面采煤過程中的落煤、裝煤和支護等工序全部實現了綜合機械化，并實現回采工作面及其相關設備的機械化推移。在采煤工作面整套綜采設備制造過程中，液壓支架的制造成本占了60％～70％，因此液壓支架成了現代采煤技術中的關鍵設備之一。

在液壓支架結構中，其主要構件：挑梁、前梁、頂梁、底座、掩護梁、尾梁、插板、前連桿、后連桿、推移桿等都是用鋼板焊接而成的組合箱體式結構。通過液壓支架底立柱能將底座和頂梁、掩護梁等相連接，使工作面頂板能夠升降和移動，其油缸缸套也是通過焊接制成的管狀結構件。因此，焊接是制造液壓支架產品中的主要加工工藝。在我國液壓支架底立柱油缸缸套工業生產中，手工焊接、自動埋弧焊接和高度柔性化機器人焊接是目前生產缸套主要的焊接作業方式。

手工焊接是企業焊接生產液壓支架底立柱油缸缸套時所用到的最普通的工藝方法，包括手工電弧焊和氣體保護焊等，其特點是應用靈活、方便，適用面廣，可實現直縫、環縫及各種曲線焊縫的焊接。在企業手工焊接缸套的生產中嚴格按工藝執行，焊前需對缸套清潔、整體預熱；焊接時按照工藝參數進行多層多道焊；焊后需進行熱處理。通過熱處理后，缸套的變形量(橢圓度)能控制在≤0.3mm。

自動埋弧焊是目前焊接生產缸套的一種在焊劑層下進行的一種大功率的電弧熔焊方法。由于其焊接熔深大、電弧燃燒穩定、焊接速度快、自動化程度高，因而適用中厚板、管長焊縫的焊接。企業采用自動埋弧焊焊接缸套時，將缸套固定在機床上，選擇好焊劑，設置好送絲機構的送絲速率和弧焊電壓等，即可完成埋弧焊的自動焊接。采用自動埋弧焊焊接缸套，提高了缸套生產的生產率和質量，經過熱處理后，其變形量(橢圓度)能控制在≤0.4mm。

在我國大型制造液壓支架的企業中，已經采用高度柔性化機器人焊接來部分或全部代替手工焊接缸套，其具有：接觸傳感功能、電弧傳感功能、坡口寬度跟蹤功能和數據庫功能等，這些功能給高度柔性化機器人焊接缸套提供技術支持，使得機器人在焊接過程中能夠準確的對缸套實施多層多道焊接，焊接質量比手工焊接高。但其焊接過程持續的高熱量輸入，使得焊后變形量得不到有效控制，其變形量(橢圓度)≤0.3mm。

以上焊接方法其焊接過程，熱量輸入多、積累大，使得焊件熱影響區大，在焊后會產生較大的約束力，易造成局部應力集中，導致變形量大。即使焊后進行后熱處理，消除部分殘余應力，但由于焊接時受熱影響大，導致缸套變形量(橢圓度)大。由于液壓支架底立柱作為連接底座和頂梁、掩護梁等的重要連接件，其缸套小的變形都能影響缸套中活塞不能到達其最底端，影響液壓支架底立柱的最大行程量，使得頂板工作面不能正常工作。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供一種大型液壓支架底立柱油缸缸套微變形自動焊接方法。該焊接方法能有效控制缸套焊接后的變形量，使液壓支架底立柱的行程量能達到最大。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案，一種大型液壓支架底立柱油缸缸套微變形自動焊接方法，按照如下步驟執行：

步驟一：將所要進行焊接的液壓支架底立柱油缸缸套和其底座固定在數控機床的卡盤上；

步驟二：將鐵基合金粉末裝入與激光器的激光束光軸同軸設置的送粉裝置中；

步驟三：設置送粉裝置參數以及激光器的激光焊接參數；

步驟四：開啟激光器、送粉裝置和數控機床，自動完成焊接過程。

所述激光器的激光焊接參數包括激光功率和焊接速度，所述激光功率為2000～3500W，焊接速度為2～6mm/s。

步驟二中所述的鐵基合金粉末的成分為(％)：

C：0.4～1.1，Ni：8～30，Cr：5～15，B：0.8～4，Si：2～4.5，Mo：0～4，余量為Fe。

本發明的有益效果：