煤礦機械制造過程焊接變形及控制工藝

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摘要:本文針對煤礦機械制造過程中的焊接變形問題進(jìn)行分析研究，簡要闡述了焊接變形問題，并對煤礦機械制造焊接變形問題的產(chǎn)生原因進(jìn)行了分析，焊接變形控制工藝的實施，有利于煤礦機械制造工作質(zhì)量的提升。

關(guān)鍵詞:煤礦;機械制造;焊接變形

在機械化生產(chǎn)過程中，機械裝置對于企業(yè)生產(chǎn)效率有非常重要的影響。在煤礦生產(chǎn)中生產(chǎn)機械裝置應(yīng)用非常關(guān)鍵，隨著我國煤礦資源開發(fā)效率的提升，促進(jìn)了煤礦機械制造的生產(chǎn)發(fā)展。但是，在實際的機械制造過程中，還存在有機械制造焊接工藝變形問題，影響到機械裝置產(chǎn)品質(zhì)量和性能，也會影響煤礦的安全生產(chǎn)。

1機械制造焊接變形問題的簡要分析

機械制造過程中，使用焊接工藝進(jìn)行金屬連接是機械制造生產(chǎn)過程中的重要工藝手段。在實際的焊接工藝實施中焊接變形問題是主要的問題，造成了焊接質(zhì)量問題。焊接工藝實施過程中，要對焊接物體施加焊接應(yīng)力，通過焊接應(yīng)力的變化促進(jìn)焊接構(gòu)件實現(xiàn)結(jié)合，并對焊接構(gòu)建的自身內(nèi)應(yīng)力和外應(yīng)力造成影響，是導(dǎo)致焊接工藝出現(xiàn)焊接變形問題的主要因素。在實際的焊接工藝實施中，由于焊接工藝溫度控制不佳，導(dǎo)致焊機構(gòu)件出現(xiàn)焊接工藝均勻性問題。尤其是在實際的焊接工藝實施中，如果焊接溫度分布不均勻，焊接工藝溫度過高，將會對焊接構(gòu)件的冷金屬部分造成影響，形成焊接冷金屬部分膨脹或者部分收縮的問題，從而在焊接構(gòu)件外觀上形成了變形。其實際的原因就是由于焊接工藝實施導(dǎo)致焊接構(gòu)件內(nèi)部和外部應(yīng)力失去平衡，從而影響到焊接工藝的具體實施。在當(dāng)前煤礦機械制造過程中焊接變形問題主要包括收縮焊接變形、焊接彎曲變形以及波浪彎曲變形等形式，對焊接工藝實施造成嚴(yán)重的影響。對于機械制造生產(chǎn)質(zhì)量也有一定的影響。

2機械制造焊接變形問題對煤礦機械的影響

煤礦機械制造過程中，產(chǎn)生焊接變形問題，會極大程度上影響到煤礦機械的質(zhì)量以及機械的工作性能，具體包括以下幾方面。

2．1煤礦機械承載力影響

煤礦機械制造焊接變形出現(xiàn)后將會對煤礦機械的承載能力造成一定的影響。機械焊接變形對焊接構(gòu)件的應(yīng)力造成影響，并且對于整個構(gòu)件的焊接材料性能造成影響，一定程度上減少了焊接構(gòu)件材料的塑性性能，從而對整個焊接工藝造成影響，而材料塑性性能降低，也會影響到整個構(gòu)件的承載能力，也會導(dǎo)致整個構(gòu)件性質(zhì)較脆，影響到機械承載，甚至增加了煤礦機械的故障概率。

2．2煤礦機械裝配工藝影響

煤礦機械制造焊接變形問題也會在一定程度上影響到機械裝配工藝實施。在現(xiàn)代機械制造過程中，都是高精度機械制造，機械制造中各零件以及構(gòu)件尺寸都要嚴(yán)格按照裝配圖紙進(jìn)行裝配，部分零件在裝配過程中出現(xiàn)有1mm誤差都將影響到整個裝配工藝實施。而機械制造焊接變形問題，將會影響到焊接構(gòu)件的尺寸精度、產(chǎn)生構(gòu)件變形、構(gòu)件膨脹以及構(gòu)件收縮等問題，嚴(yán)重影響到后期的煤礦機械裝置裝配，部分構(gòu)件會出現(xiàn)裝配不良的問題。

2．3煤礦機械性能影響

煤礦機械裝置焊接變形問題還會造成機械性能下降，尤其是對整個焊接構(gòu)件的抗腐蝕性能造成影響。在焊接工藝實施過程中，與周圍環(huán)境碳、氧、氫、氮等氣體進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，從而對焊接構(gòu)件的性質(zhì)造成影響，尤其是對焊接焊縫造成塑性降低等問題，也同時影響到焊接接頭的抗腐蝕性能，造成抗腐蝕性下降的問題。

2．4煤礦機械生產(chǎn)效益影響

煤礦機械生產(chǎn)中出現(xiàn)焊接變形問題也會影響到煤礦機械生產(chǎn)效益，煤礦機械焊接變形對整個機械性能造成影響，導(dǎo)致機械發(fā)生故障的概率增加，無論是故障維修還是焊接變形問題處理，都將影響到煤礦機械生產(chǎn)成本，導(dǎo)致煤礦機械生產(chǎn)更加低效。

3機械制造焊接變形問題原因分析

機械制造焊接變形問題處理對于機械制造生產(chǎn)質(zhì)量提升有著非常重要的作用，而在機械制造焊接變形問題的處理過程中，要對引起焊接變形的因素進(jìn)行分析。首先，焊接材料因素。不同的焊接材料，其自身化學(xué)性質(zhì)不同，所以焊接性能也有所不同，焊接材料中的碳元素含量是影響材料焊接性的主要因素，碳含量大，其材料的焊接性能相對較低，引起焊接變形問題的概率就比較大。其次，機械構(gòu)件設(shè)計影響。在煤礦機械生產(chǎn)過程中，其主要構(gòu)件生產(chǎn)包括有承重材料生產(chǎn)、支撐材料生產(chǎn)等內(nèi)容，對于整個機械構(gòu)件的承載力和自身性能也有非常重要的影響。尤其是在焊接工藝實施過程中，不同的焊接工藝實施對材料的影響也不同，而焊接工藝設(shè)計效率較差，將會影響到焊接工藝實施效果，也會在很大程度上降低焊接工藝質(zhì)量。例如，在現(xiàn)代焊接工作實施中包括手工焊、埋弧焊、氬弧焊等多種方式，不同焊接工藝其對于材料焊接影響不同。實際材料焊接中選擇錯誤的焊接方式將會造成焊接變形問題。

4機械制造焊接變形控制工藝的具體應(yīng)用

煤礦機械制造過程中出現(xiàn)焊接變形問題對于整個煤礦機械制造企業(yè)效益造成影響，所以在煤礦機械制造過程中，要對焊接變形問題進(jìn)行有效的控制，具體包括以下幾點。

4．1合理設(shè)計焊接工藝

焊接變形問題產(chǎn)生的主要原因就是焊接工藝設(shè)計，所以在煤礦機械制造焊接變形問題的處理過程中，可以從焊接工藝設(shè)計環(huán)節(jié)入手，優(yōu)化焊接工藝設(shè)計效率，保證焊接工藝實施更加高效［1］。第一，對焊接材料合理選擇，有效減少焊接工藝中的變形問題。例如，在實際的焊接材料選擇中，機械制造企業(yè)應(yīng)該對材料純度進(jìn)行檢測，鋼鐵材料中碳含量較高或者雜質(zhì)較高材料一律杜絕進(jìn)入焊接現(xiàn)場，從而控制焊接變形問題。第二，對焊接工件合理選擇，保證焊接工藝實施過程中的焊縫減少，從而控制焊接變形問題。例如，在當(dāng)前煤礦機械制造過程中選擇型鋼、沖壓件以及鍛件等工件進(jìn)行焊接，能夠有效地減少焊接變形問題［2］。第三，對焊接尺寸進(jìn)行合理控制，在實際的焊接工藝實施過程中，焊接接縫增大，也會導(dǎo)致變形概率增大，焊接構(gòu)件變形材料也有所增大，對材料尺寸進(jìn)行合理的控制。例如，在實際的焊接工藝實施過程中，遵循焊接焊縫最少原則，減少焊縫橫截面積，減少熔敷金屬量，能夠有效控制焊縫變形問題。第四，對焊接位置進(jìn)行合理選擇。減少焊接過程中的焊接縫收縮特性，從而在一定程度上減少焊接變形問題。

4．2焊接工藝的合理控制

焊接工藝實施過程中也應(yīng)該進(jìn)行合理的焊接變形控制，具體包括以下幾方面內(nèi)容:首先，在煤礦機械制造焊接工藝實施過程中，采取反變形法進(jìn)行焊接工藝實施，是焊接工藝實施過程中的重要方法，對于焊接變形問題處理有著非常重要的作用。具體實施過程中，是采用人工變形控制方法，預(yù)先設(shè)置變形量，并通過實際的焊接工藝實施對變形量進(jìn)行消除，從而防止焊接工藝實施過程中出現(xiàn)變形問題。采用反變形焊接工藝對于機械焊接變形問題控制有非常重要的作用，尤其對于機械設(shè)備的外殼焊接變形問題處理更加有效［3］。其次，采用預(yù)拉伸法進(jìn)行焊接變形問題控制。焊接變形主要是造成焊接工藝膨脹伸長，所以在實際的焊接工藝實施過程中，可以進(jìn)行預(yù)拉伸處理，在焊接工藝實施完畢之后再進(jìn)行焊接拉伸還原，焊接工藝變形問題的處理有效。最后，采用剛性固定法進(jìn)行焊接變形問題控制。焊接固定法在具體的實施過程中主要是指將焊接構(gòu)件采用夾具或剛性胎具進(jìn)行有效的固定，通過對焊接接頭的固定，能夠在一定程度上降低焊接過程中的殘余應(yīng)力，并通過應(yīng)力控制，保證焊接變形問題得到有效處理。

4．3焊接矯正工作合理展開

焊接變形問題處理過程中，可以采用焊接矯正方法控制焊接工藝實施，也能夠保證焊接變形問題得到有效處理。首先，在焊接矯正工作實施過程中可以實施機械矯正方法，對于焊接變形問題進(jìn)行有效的處理，機械矯正方法控制具體是指在發(fā)生焊接變形問題之后，采用機械器具對變形位置進(jìn)行加壓、碾壓等工作處理，保證工藝控制更加有效，對變形問題進(jìn)行有效的處理。例如，在焊接矯正處理工作中，選擇錘擊、壓力機等機械裝置對變形進(jìn)行矯正處理，恢復(fù)焊接構(gòu)件原樣。其次，在焊接矯正工藝實施過程中可以選擇加熱矯正工藝進(jìn)行有效的控制，在實際的加熱過程中選擇使用氧乙炔火焰對焊接構(gòu)件進(jìn)行加熱控制，從而利用加熱工藝控制實際的變形問題，保證焊接工藝實施更加合理［4］。

5結(jié)束語

本文筆者針對煤礦礦用設(shè)備零部件相關(guān)焊接工藝設(shè)計、焊接工藝過程處理以及焊接矯正工藝實施三個方面闡述了焊接工藝變形問題的有效處理對策。希望能夠?qū)γ旱V機械焊接工藝實施有所幫助。

參考文獻(xiàn):

［1］劉云峰，單玉新，蘇燕宏．中部槽焊接變形分析及預(yù)防措施研究［J］．煤炭科學(xué)技術(shù)，2018，46(S2):183－186．

［2］林建新，羅田．大型鋼結(jié)構(gòu)制作中焊接變形的控制分析［J］．設(shè)備管理與維修，2018(02):35－36．

［3］沈克勤．大型鋼結(jié)構(gòu)制作中焊接的控制分析［J］．商品與質(zhì)量，2018(15):140+155．

［4］李寧．大型鋼結(jié)構(gòu)制作中焊接變形的控制分析［J］．居舍，2019(18):164－164．

作者：楊揚 單位：神東煤炭集團有限責(zé)任公司