CN115533259A - 一种煤矿液压支架油缸窄间隙焊缝缺欠抑制方法 - Google Patents

一种煤矿液压支架油缸窄间隙焊缝缺欠抑制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种煤矿液压支架油缸窄间隙焊缝缺欠抑制方法，包括以下具体步骤，预热、拼接、测温、打底焊、填充焊、盖面焊，该方法简单、成本低、操作便捷，可大大降低煤矿液压支架油缸窄间隙多层单道焊缝的焊接缺欠数量，减少返修次数和返修量，提升焊接质量，提升生产效率，实现节材节能增效提质，具有显著的绿色效益。

Description

一种煤矿液压支架油缸窄间隙焊缝缺欠抑制方法
技术领域
本发明属于焊接技术领域，具体涉及一种煤矿液压支架油缸窄间隙焊缝缺欠抑制方法。
背景技术
液压支架是煤矿井下重要的装置之一，主要用于工作面的顶板支撑，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的施工环境，是煤矿开采安全的重要保障。液压油缸是煤矿液压支架的主要部件，通常采用熔焊方法，将油缸缸体和缸底焊接在一起，而MAG焊具有焊接效率高、生产成本低等优势，被广泛应用于油缸的焊接生产中。由于油缸缸壁厚度较大，为充分提高生产效率、减少焊丝用量、降低成本，通常需要将缸体和缸底加工为窄间隙坡口形式，导致焊缝经常出现缩孔、未熔合、气孔、夹渣等缺欠，造成油缸返修率居高不下，甚至造成油缸在服役过程中发生泄漏事故，严重影响了液压支架的生产制造和服役可靠性。
发明内容
针对目前煤矿液压支架油缸焊接缺欠多、返修率高、接头可靠性差等问题，本发明提供了一种缺欠抑制方法。该方法简单、成本低、操作便捷，可大大降低煤矿液压支架油缸窄间隙多层单道焊缝的焊接缺欠数量，减少返修次数和返修量，提升焊接质量，提升生产效率，实现节材节能增效提质，具有显著的绿色效益。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种煤矿液压支架油缸窄间隙焊缝缺欠抑制方法，包括以下具体步骤：
S1：预热：将待焊油缸缸体和缸底放置于热处理炉中，进行预热；
S2：拼接：对油缸待焊处及周边进行打磨清理，去除氧化膜、锈蚀；将工件装夹于焊接工作台上，保证装配紧密、无明显间隙与错边，启动焊接工作台，使工件沿其轴心线旋转起来；打开火焰枪，对准待焊区域周边进行加热；
S3：测温：使用红外测温仪或热电偶式测温枪测量待焊区域及其周边温度，温度达到200~300℃时，调整火焰大小和位置，采用低能量火焰对准待焊区域的周边区域采进行继续加热；
S4：打底焊：调整电极焊枪位置和保护气拖罩位置，启动焊接设备，开始施焊；
S5：填充焊：打底焊完成后，关闭火焰枪，停止对工件进行火焰加热，同时进行填充焊；
S6：盖面焊：填充焊完成后直接进行盖面焊；
S4-S6步骤的焊接过程中及时使用钢丝刷清理焊道上的熔渣和异物；整个焊接过程中，不停机，连续作业。
进一步地，所述预热步骤中的预热温度250~350℃，预热时间2h~4h；所述拼接步骤中对于油缸的打磨范围为待焊接区域以及其焊缝两侧0~50mm的范围内；拼接时，拼接间隙保证在0.5mm以内；所述测温步骤中，采用低能量火焰进行加热时的加热范围为油缸的焊缝两侧0~60mm的范围内。
进一步地，所述打底焊步骤中，启动焊接设备时，焊枪电极对准焊缝中心位置，同时保护气拖罩距离工件表面2~5mm；所述打底焊时采用的焊接电流160~260A，焊接电压20~26V，焊接速度20~30cm/min，干伸长15~20mm，电极保护气流量15~20L/min，保护气拖罩保护气流量25~35L/min。
进一步地，所述填充焊时采用的焊接电流220~320A，焊接电压24~30V，焊接速度25~35cm/min，干伸长20~25mm，电极保护气流量10~15L/min，保护气拖罩保护气流量15~20L/min，摆动幅度3~8mm，两侧停留时间0.2~0.7s。
进一步地，所述盖面焊时采用的焊接电流300~340A，焊接电压32~34V，焊接速度30~35cm/min，干伸长20~25mm，电极保护气流量10~15L/min，保护气拖罩保护气流量10~15L/min，摆动幅度6~10mm，两侧停留时间0.5~1s。
进一步地，焊接时采用的焊接接头形式为“U”型，坡口最大开口尺寸10~20mm，坡口底部圆弧半径为3~8mm，坡口深度20mm~40mm；焊接采用多层单道焊方式；焊接时所使用的焊丝为无镀铜碳钢焊丝，电极保护气使用Ar气和CO2的高纯度混合气，其中混合气中Ar和CO2的体积比为4:1，保护气拖罩使用高纯Ar气。
进一步地，油缸材质为27SiMn或30CrMnSi或30CrMo合金钢，油缸外径为300~500mm，油缸缸壁厚度为25~50mm。
进一步地，测温时分别对坡口内和坡口外进行测量，坡口内应至少测量3个点，每个点间隔90°~120°；坡口外，沿坡口纵向和横向测量，纵向上，每间隔90°~120°测量一次，每次沿横向至少测量3个点，每个点应分别在缸筒侧距坡口100mm附件处、缸筒侧坡口处、缸底侧距坡口50mm处进行测量；同时测温点应远离火焰枪，在火焰枪作用范围之外。
进一步地，所述保护气拖罩宽度大于坡口最大开口尺寸，长度在80~120mm；保护气拖罩与焊枪电极保持同轴，保证焊接保护气的均匀性；焊枪电极送丝管两侧对称设置有送气管，保证焊接保护气通过该送气管均匀分布在电弧周围，保护熔池。
进一步地，所述拼接步骤中，装夹油缸时，油缸的一侧装夹于焊接工作台上的可旋转的三爪卡盘中，其底部使用带滚轮的支架进行支撑，油缸的另一侧使用可旋转的顶头将其顶住，避免工件在焊接过程中脱落。
本发明的有益效果：
1. 本发明采用的方法操作方便、生产成本低，可有效抑制煤矿液压支架油缸窄间隙焊缝缺欠，降低油缸返修率和泄漏率，提高生产效率，降低了生产成本，提升了煤矿液压支架的可靠性，具有节材、节能、增效、提质的绿色效益。
2. 本发明有效改善了焊接过程中母材的温度场分布，抑制了缩孔缺欠，促进了气孔的逸出，降低了焊后残余应力，提升了油缸接头的强度和可靠性，焊后接头抗拉强度在750MPa以上，室温冲击功在155J以上。
3. 本发明电极出丝管周围的保护气可有效保护焊缝，保护气拖罩可为整个焊接区域制造一个低氧区域，有效提升熔池保护效果，避免了窄间隙坡口内保护效果差的问题，焊后接头气孔缺欠达到ISO 5817-2014 B级焊缝要求。
4. 本发明采用摆动+两侧停留的方式，有效增加了坡口两侧的熔合，避免了侧壁未熔合现象。
5. 本发明应用范围广，可推广应用至其他材料、其他结构的窄间隙多层单道焊接生产中，具有显著的经济社会价值。
附图说明
图1为焊接工作台结构示意图；
图2为带滚轮的支架的结构示意图；
图3为送气管和保护气拖罩的结构示意图；
图4为送气管和保护气拖罩另一角度的结构示意图；
图5为送气管和保护气拖罩的工作状态结构示意图；
图6为送气管和保护气拖罩的工作状态另一角度的结构示意图；
图7为对比例焊接的油缸试样；
图8为采用本发明中的方法焊接的油缸试样；
1、保护气拖罩；2、送气管；3、电极送丝管；4、窄间隙焊缝；5、三爪卡盘；6、支架；7、顶头；8、滚轮；9、油缸。
具体实施方式
以下将结合附图1-8和实施例对本发明的技术方案进行进一步地说明，以期本领域的技术人员能够更清楚地理解该技术方案的内容。
实施例1：
母材27SiMn，外径300mm，壁厚25mm，坡口深度20mm，坡口最大开口尺寸20mm，坡口底部圆弧半径R8mm。
步骤1：预热，将待焊油缸缸体和缸底放置于热处理炉中，进行预热，预热温度250℃，预热时间2.5h。
步骤2：拼接，对油缸待焊处及焊缝两侧0~50mm范围内进行打磨清理，去除氧化膜、锈蚀等；将工件装夹于焊接工作台上，保证装配紧密、无明显间隙与错边，启动焊接工作台，使工件旋转起来；装夹油缸时，油缸的一侧装夹于焊接工作台上的可旋转的三爪卡盘5中，其底部使用带滚轮8的支架6进行支撑，油缸9的另一侧使用可旋转的顶头7将其顶住，避免工件在焊接过程中脱落；此处的可旋转的三爪卡盘为现有技术中的焊接平台上的三爪卡盘的结构。打开火焰枪，对准待焊区域周边进行加热。
步骤3：测温，使用红外测温仪或热电偶式测温枪测量待焊区域及其周边温度，温度达到200~250℃时，调整火焰大小和位置，采用低能量火焰对准待焊区域焊缝两侧0~60mm范围内区域采进行继续加热。此处的采用低能量火焰指带焊区域移到了火焰能量较低的区域内。
测温时分别对坡口内和坡口外进行测量，坡口内应至少测量3个点，每个点间隔90°~120°；坡口外，沿坡口纵向和横向测量，纵向上，每间隔90°~120°测量一次，每次沿横向至少测量3个点，每个点应分别在缸筒侧距坡口100mm附件处、缸筒侧坡口处、缸底侧距坡口50mm处进行测量；同时测温点应远离火焰枪，在火焰枪作用范围之外。
步骤4：打底焊，调整焊枪位置和保护气拖罩位置，使电极对准焊缝中心位置，保护气拖罩距离工件表面2~5mm，启动焊接设备，开始施焊，施焊过程中使用钢丝刷及时清理焊道上的熔渣等异物，焊接参数为，焊接电流160A，焊接电压20V，焊接速度20cm/min，干伸长15mm，电极保护气流量15L/min，保护气拖罩保护气流量25L/min。
步骤5：填充焊，打底焊完成后，关闭火焰枪，停止对工件进行火焰加热，同时进行填充焊，焊接过程中及时使用钢丝刷清理焊道上的熔渣等异物，填充焊焊接参数为，焊接电流240A，焊接电压25V，焊接速度27cm/min，干伸长20mm，电极保护气流量12L/min，保护气拖罩保护气流量15L/min，摆动幅度8mm，两侧停留时间0.5s。
步骤6：盖面焊，填充焊完成后直接进行盖面焊，焊接过程中及时使用钢丝刷清理焊道上的熔渣等异物，盖面焊焊接参数为，焊接电流300A，焊接电压33V，焊接速度30cm/min，干伸长25mm，电极保护气流量15L/min，保护气拖罩保护气流量15L/min，摆动幅度10mm，两侧停留时间0.8s。
焊接时采用的焊接接头形式为“U”型，焊接采用多层单道焊方式；焊接时所使用的焊丝为无镀铜碳钢焊丝，电极保护气使用Ar气和CO2的高纯度混合气，其中混合气中Ar和CO2的体积比为4:1，保护气拖罩使用高纯Ar气。所述保护气拖罩宽度大于坡口最大开口尺寸，长度在80~120mm；保护气拖罩与焊枪电极保持同轴，保证焊接保护气的均匀性；焊枪电极送丝管3两侧对称设置有若干个送气管2，保证焊接保护气通过该送气管2均匀分布在电弧周围，保护熔池。
实施例2：
本实施例与实施例1的区别在于：本实施例中母材27SiMn，外径400mm，壁厚35mm，坡口深度28mm，坡口最大开口尺寸12mm，坡口底部圆弧半径R4mm。
步骤1：预热，将待焊油缸缸体和缸底放置于热处理炉中，进行预热，预热温度350℃，预热时间2h。
步骤2：拼接，对油缸待焊处及周边0~50mm范围内进行打磨清理，去除氧化膜、锈蚀等；将工件装夹于工作台上，保证装配紧密、无明显间隙与错边，启动工作台，使工件旋转起来；打开火焰枪，对准待焊区域周边进行加热。
步骤3：测温，使用红外测温仪或热电偶式测温枪测量待焊区域及其周边温度，温度达到200~250℃时，调整火焰大小和位置，采用低能量火焰对准待焊区域周边0~60mm范围内区域采进行继续加热。
步骤4：打底焊，调整焊枪位置和保护气拖罩位置，使电极对准焊缝中心位置，保护气拖罩距离工件表面2~5mm，启动焊接设备，开始施焊，施焊过程中使用钢丝刷及时清理焊道上的熔渣等异物，焊接参数为，焊接电流220A，焊接电压23V，焊接速度28cm/min，干伸长18mm，电极保护气流量17L/min，保护气拖罩保护气流量30L/min。
步骤5：填充焊，打底焊完成后，关闭火焰枪，停止对工件进行火焰加热，同时进行填充焊，焊接过程中及时使用钢丝刷清理焊道上的熔渣等异物，填充焊焊接参数为，焊接电流300A，焊接电压29V，焊接速度26cm/min，干伸长25mm，电极保护气流量15L/min，保护气拖罩保护气流量18L/min，摆动幅度3mm，两侧停留时间0.7s。
步骤6：盖面焊，填充焊完成后直接进行盖面焊，焊接过程中及时使用钢丝刷清理焊道上的熔渣等异物，盖面焊焊接参数为，焊接电流300A，焊接电压32V，焊接速度35cm/min，干伸长20mm，电极保护气流量10L/min，保护气拖罩保护气流量10L/min，摆动幅度6mm，两侧停留时间0.7s。
实施例3：
本实施例与实施例1的区别在于：本实施例中的母材30CrMnSi，外径400mm，壁厚32mm，坡口深度28mm，坡口最大开口尺寸12mm，坡口底部圆弧半径R4mm。
步骤1：预热，将待焊油缸缸体和缸底放置于热处理炉中，进行预热，预热温度300℃，预热时间3h。
步骤2：拼接，对油缸待焊处及周边0~50mm范围内进行打磨清理，去除氧化膜、锈蚀等；将工件装夹于焊接工作台上，保证装配紧密、无明显间隙与错边，启动焊接工作台，使工件旋转起来；打开火焰枪，对准待焊区域周边进行加热。
步骤3：测温，使用红外测温仪或热电偶式测温枪测量待焊区域及其周边温度，温度达到250~300℃时，调整火焰大小和位置，采用低能量火焰对准待焊区域周边0~60mm范围内区域采进行继续加热。
步骤4：打底焊，调整焊枪位置和保护气拖罩位置，使电极对准焊缝中心位置，保护气拖罩距离工件表面2~5mm，启动焊接设备，开始施焊，施焊过程中使用钢丝刷及时清理焊道上的熔渣等异物，焊接参数为，焊接电流200A，焊接电压22V，焊接速度30cm/min，干伸长18mm，电极保护气流量17L/min，保护气拖罩保护气流量30L/min。
步骤5：填充焊，打底焊完成后，关闭火焰枪，停止对工件进行火焰加热，同时进行填充焊，焊接过程中及时使用钢丝刷清理焊道上的熔渣等异物，填充焊焊接参数为，焊接电流320A，焊接电压30V，焊接速度30cm/min，干伸长20mm，电极保护气流量10L/min，保护气拖罩保护气流量18L/min，摆动幅度6mm，两侧停留时间0.2s。
步骤6：盖面焊，填充焊完成后直接进行盖面焊，焊接过程中及时使用钢丝刷清理焊道上的熔渣等异物，盖面焊焊接参数为，焊接电流320A，焊接电压33V，焊接速度35cm/min，干伸长20mm，电极保护气流量15L/min，保护气拖罩保护气流量12L/min，摆动幅度6mm，两侧停留时间0.7s。
实施例4：
本实施例与实施例1的区别在于：本实施例中的母材30CrMnSi，外径500mm，壁厚50mm，坡口深度40mm，坡口最大开口尺寸16mm，坡口底部圆弧半径R6mm。
步骤1：预热，将待焊油缸缸体和缸底放置于热处理炉中，进行预热，预热温度350℃，预热时间3h。
步骤2：拼接，对油缸待焊处及周边0~50mm范围内进行打磨清理，去除氧化膜、锈蚀等；将工件装夹于工作台上，保证装配紧密、无明显间隙与错边，启动工作台，使工件旋转起来；打开火焰枪，对准待焊区域周边进行加热。
步骤3：测温，使用红外测温仪或热电偶式测温枪测量待焊区域及其周边温度，温度达到250~300℃时，调整火焰大小和位置，采用低能量火焰对准待焊区域周边0~60mm范围内区域采进行继续加热。
步骤4：打底焊，调整焊枪位置和保护气拖罩位置，使电极对准焊缝中心位置，保护气拖罩距离工件表面2~5mm，启动焊接设备，开始施焊，施焊过程中使用钢丝刷及时清理焊道上的熔渣等异物，焊接参数为，焊接电流260A，焊接电压26V，焊接速度25cm/min，干伸长20mm，电极保护气流量20L/min，保护气拖罩保护气流量35L/min。
步骤5：填充焊，打底焊完成后，关闭火焰枪，停止对工件进行火焰加热，同时进行填充焊，焊接过程中及时使用钢丝刷清理焊道上的熔渣等异物，填充焊焊接参数为，焊接电流320A，焊接电压30V，焊接速度27cm/min，干伸长20mm，电极保护气流量10L/min，保护气拖罩保护气流量20L/min，摆动幅度5mm，两侧停留时间0.5s。
步骤6：盖面焊，填充焊完成后直接进行盖面焊，焊接过程中及时使用钢丝刷清理焊道上的熔渣等异物，盖面焊焊接参数为，焊接电流340A，焊接电压34V，焊接速度30cm/min，干伸长22mm，电极保护气流量15L/min，保护气拖罩保护气流量15L/min，摆动幅度6mm，两侧停留时间1s。
实施例5：
本实施例与实施例1的区别在于：本实施例中的母材30CrMo，外径380mm，壁厚30mm，坡口深度26mm，坡口最大开口尺寸10mm，坡口底部圆弧半径R3mm。
步骤1：预热，将待焊油缸缸体和缸底放置于热处理炉中，进行预热，预热温度300℃，预热时间3.5h。
步骤2：拼接，对油缸待焊处及周边0~50mm范围内进行打磨清理，去除氧化膜、锈蚀等；将工件装夹于工作台上，保证装配紧密、无明显间隙与错边，启动工作台，使工件旋转起来；打开火焰枪，对准待焊区域周边进行加热。
步骤3：测温，使用红外测温仪或热电偶式测温枪测量待焊区域及其周边温度，温度达到250~300℃时，调整火焰大小和位置，采用低能量火焰对准待焊区域周边0~60mm范围内区域采进行继续加热。
步骤4：打底焊，调整焊枪位置和保护气拖罩位置，使电极对准焊缝中心位置，保护气拖罩距离工件表面2~5mm，启动焊接设备，开始施焊，施焊过程中使用钢丝刷及时清理焊道上的熔渣等异物，焊接参数为，焊接电流180A，焊接电压21V，焊接速度21cm/min，干伸长15mm，电极保护气流量18L/min，保护气拖罩保护气流量30L/min。
步骤5：填充焊，打底焊完成后，关闭火焰枪，停止对工件进行火焰加热，同时进行填充焊，焊接过程中及时使用钢丝刷清理焊道上的熔渣等异物，填充焊焊接参数为，焊接电流300A，焊接电压28V，焊接速度35cm/min，干伸长25mm，电极保护气流量15L/min，保护气拖罩保护气流量15L/min，摆动幅度3mm，两侧停留时间0.6s。
步骤6：盖面焊，填充焊完成后直接进行盖面焊，焊接过程中及时使用钢丝刷清理焊道上的熔渣等异物，盖面焊焊接参数为，焊接电流300A，焊接电压32V，焊接速度32cm/min，干伸长20mm，电极保护气流量12L/min，保护气拖罩保护气流量10L/min，摆动幅度6mm，两侧停留时间0.5s。
实施例6：
本实施例与实施例1的区别在于：本实施例中的母材30CrMo，外径460mm，壁厚40mm，坡口深度32mm，坡口最大开口尺寸14mm，坡口底部圆弧半径R5mm。
步骤1：预热，将待焊油缸缸体和缸底放置于热处理炉中，进行预热，预热温度300℃，预热时间4h。
步骤2：拼接，对油缸待焊处及周边0~50mm范围内进行打磨清理，去除氧化膜、锈蚀等；将工件装夹于工作台上，保证装配紧密、无明显间隙与错边，启动工作台，使工件旋转起来；打开火焰枪，对准待焊区域周边进行加热。
步骤3：测温，使用红外测温仪或热电偶式测温枪测量待焊区域及其周边温度，温度达到250~300℃时，调整火焰大小和位置，采用低能量火焰对准待焊区域周边0~60mm范围内区域采进行继续加热。
步骤4：打底焊，调整焊枪位置和保护气拖罩位置，使电极对准焊缝中心位置，保护气拖罩距离工件表面2~5mm，启动焊接设备，开始施焊，施焊过程中使用钢丝刷及时清理焊道上的熔渣等异物，焊接参数为，焊接电流240A，焊接电压25V，焊接速度25cm/min，干伸长20mm，电极保护气流量20L/min，保护气拖罩保护气流量35L/min。
步骤5：填充焊，打底焊完成后，关闭火焰枪，停止对工件进行火焰加热，同时进行填充焊，焊接过程中及时使用钢丝刷清理焊道上的熔渣等异物，填充焊焊接参数为，焊接电流220A，焊接电压24V，焊接速度25cm/min，干伸长20mm，电极保护气流量13L/min，保护气拖罩保护气流量20L/min，摆动幅度6mm，两侧停留时间0.3s。
步骤6：盖面焊，填充焊完成后直接进行盖面焊，焊接过程中及时使用钢丝刷清理焊道上的熔渣等异物，盖面焊焊接参数为，焊接电流320A，焊接电压33V，焊接速度30cm/min，干伸长20mm，电极保护气流量15L/min，保护气拖罩保护气流量15L/min，摆动幅度8mm，两侧停留时间0.8s。
对比例：
采用现有的普通焊接工艺，对油缸材质为27SiMn或0CrMnSi或30CrMo合金钢，油缸外径为300~500mm，油缸缸壁厚度为25~50mm的液压支架油缸进行焊接。
实施例1到实施例6中采用本发明的焊缝焊缝缺欠抑制方法焊接的煤矿液压油缸试样，有效抑制了焊缝缺欠，无明显缩孔，有效增加了坡口两侧的熔合，避免了侧壁未熔合现象；对比例中采用普通工艺焊接的油缸试样，试样中有明显的缩孔、气孔和未熔合缺欠。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种煤矿液压支架油缸窄间隙焊缝缺欠抑制方法，其特征在于：包括以下具体步骤：
S1：预热：将待焊油缸缸体和缸底放置于热处理炉中，进行预热；
S2：拼接：对油缸待焊处及周边进行打磨清理，去除氧化膜、锈蚀；将工件装夹于焊接工作台上，保证装配紧密、无明显间隙与错边，启动焊接工作台，使工件沿其轴心线旋转起来；打开火焰枪，对准待焊区域周边进行加热；
S3：测温：使用红外测温仪或热电偶式测温枪测量待焊区域及其周边温度，温度达到200~300℃时，调整火焰大小和位置，采用低能量火焰对准待焊区域的周边进行继续加热；
S4：打底焊：调整电极焊枪位置和保护气拖罩位置，启动焊接设备，开始施焊；
S5：填充焊：打底焊完成后，关闭火焰枪，停止对工件进行火焰加热，同时进行填充焊；
S6：盖面焊：填充焊完成后直接进行盖面焊；
S4-S6步骤的焊接过程中及时使用钢丝刷清理焊道上的熔渣和异物；整个焊接过程中，不停机，连续作业。
2.如权利要求1所述的一种煤矿液压支架油缸窄间隙焊缝缺欠抑制方法，其特征在于：所述预热步骤中的预热温度250~350℃，预热时间2h~4h；所述拼接步骤中对于油缸的打磨范围为待焊接区域以及其焊缝两侧0~50mm的范围内；拼接时，拼接间隙保证在0.5mm以内；所述测温步骤中，采用低能量火焰进行加热时的加热范围为油缸焊缝两侧0~60mm的范围内。
3.如权利要求1所述的一种煤矿液压支架油缸窄间隙焊缝缺欠抑制方法，其特征在于：所述打底焊步骤中，启动焊接设备时，焊枪电极对准焊缝中心位置，同时保护气拖罩距离工件表面2~5mm；所述打底焊时采用的焊接电流160~260A，焊接电压20~26V，焊接速度20~30cm/min，干伸长15~20mm，电极保护气流量15~20L/min，保护气拖罩保护气流量25~35L/min。
4.如权利要求1所述的一种煤矿液压支架油缸窄间隙焊缝缺欠抑制方法，其特征在于：所述填充焊时采用的焊接电流220~320A，焊接电压24~30V，焊接速度25~35cm/min，干伸长20~25mm，电极保护气流量10~15L/min，保护气拖罩保护气流量15~20L/min，摆动幅度3~8mm，两侧停留时间0.2~0.7s。
5.如权利要求1所述的一种煤矿液压支架油缸窄间隙焊缝缺欠抑制方法，其特征在于：所述盖面焊时采用的焊接电流300~340A，焊接电压32~34V，焊接速度30~35cm/min，干伸长20~25mm，电极保护气流量10~15L/min，保护气拖罩保护气流量10~15L/min，摆动幅度6~10mm，两侧停留时间0.5~1s。
6.如权利要求1所述的一种煤矿液压支架油缸窄间隙焊缝缺欠抑制方法，其特征在于：焊接时采用的焊接接头形式为“U”型，坡口最大开口尺寸10~20mm，坡口底部圆弧半径为3~8mm，坡口深度20mm~40mm；焊接采用多层单道焊方式；焊接时所使用的焊丝为无镀铜碳钢焊丝，电极保护气使用Ar和CO2的高纯度混合气，其中混合气中Ar气和CO2的体积比为4:1，保护气拖罩使用高纯Ar气。
7.如权利要求1所述的一种煤矿液压支架油缸窄间隙焊缝缺欠抑制方法，其特征在于：油缸材质为27SiMn或30CrMnSi或30CrMo合金钢，油缸外径为300~500mm，油缸的缸壁厚度为25~50mm。
8.如权利要求1所述的一种煤矿液压支架油缸窄间隙焊缝缺欠抑制方法，其特征在于：测温时分别对坡口内和坡口外进行测量，坡口内应至少测量3个点，每个点间隔90°~120°；坡口外，沿坡口纵向和横向测量，纵向上，每间隔90°~120°测量一次，每次沿横向至少测量3个点，每个点应分别在缸筒侧距坡口100mm附件处、缸筒侧坡口处、缸底侧距坡口50mm处进行测量；同时测温点应远离火焰枪，在火焰枪作用范围之外。
9.如权利要求1所述的一种煤矿液压支架油缸窄间隙焊缝缺欠抑制方法，其特征在于：所述保护气拖罩宽度大于坡口最大开口尺寸，长度在80~120mm；保护气拖罩与焊枪电极保持同轴，保证焊接保护气的均匀性；焊枪电极送丝管两侧对称设置有若干个送气管，保证焊接保护气通过该送气管均匀分布在电弧周围，保护熔池。
10.如权利要求1所述的一种煤矿液压支架油缸窄间隙焊缝缺欠抑制方法，其特征在于：所述拼接步骤中，装夹油缸时，油缸的一侧装夹于焊接工作台上的可旋转的三爪卡盘中，其底部使用带滚轮的支架进行支撑，油缸的另一侧使用可旋转的顶头将其顶住，避免工件在焊接过程中脱落。
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004330227A (ja) * 2003-05-06 2004-11-25 Hitachi Ltd 円周多層盛溶接のビード継ぎ方法及び自動溶接装置
CN101941112A (zh) * 2010-09-20 2011-01-12 中煤邯郸煤矿机械有限责任公司 液压缸缸体的窄间隙mag自动焊接工艺
US20130277344A1 (en) * 2011-10-13 2013-10-24 Rimrock Automation, Inc. Dba Wolf Robotics Robotic pre-heat and inter-pass welding
CN105618904A (zh) * 2016-02-23 2016-06-01 中信重工机械股份有限公司 一种大型厚壁油缸的窄间隙埋弧焊坡口结构及装焊方法
CN105728906A (zh) * 2014-12-09 2016-07-06 重庆金国凯畅机床厂 一种油缸的焊接工艺方法
CN106903399A (zh) * 2017-03-16 2017-06-30 中国石油天然气集团公司 X80以上钢级的高强度管道半自动焊接方法
CN108274100A (zh) * 2018-04-26 2018-07-13 郑州煤矿机械集团股份有限公司 液压支架油缸不锈钢接头座的焊接方法
CN108817610A (zh) * 2018-09-07 2018-11-16 中国能源建设集团安徽电力建设第工程有限公司 一种12Cr1MoVG小径厚壁管焊接方法
CN114131154A (zh) * 2021-11-04 2022-03-04 中广核研究院有限公司 反应堆主设备低合金钢接管焊接方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004330227A (ja) * 2003-05-06 2004-11-25 Hitachi Ltd 円周多層盛溶接のビード継ぎ方法及び自動溶接装置
CN101941112A (zh) * 2010-09-20 2011-01-12 中煤邯郸煤矿机械有限责任公司 液压缸缸体的窄间隙mag自动焊接工艺
US20130277344A1 (en) * 2011-10-13 2013-10-24 Rimrock Automation, Inc. Dba Wolf Robotics Robotic pre-heat and inter-pass welding
CN105728906A (zh) * 2014-12-09 2016-07-06 重庆金国凯畅机床厂 一种油缸的焊接工艺方法
CN105618904A (zh) * 2016-02-23 2016-06-01 中信重工机械股份有限公司 一种大型厚壁油缸的窄间隙埋弧焊坡口结构及装焊方法
CN106903399A (zh) * 2017-03-16 2017-06-30 中国石油天然气集团公司 X80以上钢级的高强度管道半自动焊接方法
CN108274100A (zh) * 2018-04-26 2018-07-13 郑州煤矿机械集团股份有限公司 液压支架油缸不锈钢接头座的焊接方法
CN108817610A (zh) * 2018-09-07 2018-11-16 中国能源建设集团安徽电力建设第工程有限公司 一种12Cr1MoVG小径厚壁管焊接方法
CN114131154A (zh) * 2021-11-04 2022-03-04 中广核研究院有限公司 反应堆主设备低合金钢接管焊接方法

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