打开文本图片集
【摘要】千斤顶是液压支架的关键部件。千斤顶缸筒静密封台容易产生变形、拉伤、腐蚀三类损坏，损坏比例较高。我公司利用自动环焊设备和车床，配合相应的焊接工艺和机械加工工艺，实现了高效、低成本缸筒静密封台修复。
【关键词】液压支架千斤顶；缸筒静密封台；环焊工艺
液压支架千斤顶是液压支架的主要零部件，其加工质量的优劣直接决定了支架的安全性和使用寿命。
液压支架千斤顶缸筒密封台的损坏主要有变形、拉伤和腐蚀三种类型，多数时候会同时有两种或者三种类型的损坏。产生这些损坏的原因主要是来自井下顶板的压力、乳化液的配置比例和混合污染物、导向套与缸筒的配合间隙不合适等。
目前，绝大多数液压支架千斤顶的缸筒均的材料为27SiMn，该材料属于中碳合金结构钢，并通过淬火+回火的热处理工艺获得较高的强度，同时为保证钢的淬透性及消除回火脆性，又加入了Si、Mn合金元素。由于液压支架千斤顶缸体承受压力大，所以焊接质量需要严格控制，要避免焊缝冷、热裂纹及气孔的产生。同时由于千斤顶为筒体结构，还要保证焊缝的均匀性，减少焊缝组织偏析。
为了提高生产效率、降低成本，我公司采用了自动环焊的方法修复缸筒静密封处。为此有必要对缸体焊接进行工艺分析，包括焊前准备、确定焊接工艺方法、焊接材料和焊接参数选择等，以保证液压支架千斤顶焊接修复后不发生漏液、不影响使用要求和使用寿命。
缸筒材料分析
支架千斤顶缸体采用27SiMn热轧管，原材料为钢厂提供的热轧或正火状态，其主要技术指标应符合表1的规定。
焊接工艺分析
选择正确的焊接工艺是保证千斤顶缸体静密封台焊接质量的重要因素。千斤顶缸体静密封台如图1所示。技术要求为焊接前静密封台应去除腐蚀、拉伤等缺陷，焊接抗拉强度≥600Mpa，焊缝应无裂纹、气孔和夹渣等缺陷，焊后应进行机械加工保证尺寸和粗糙度。组装后盛装液体在47Mpa压力下保压5min不出现渗漏。
27SiMn材料具有热裂纹、冷裂纹、淬硬性以及氢致裂纹的敏感性强等主要特点。因此焊接时需要较小的热输入。焊接热输入过高会导致热影响区性能降低。同时为防止产生裂纹，焊接过程中应严格保持低氢条件，因此焊接材料应严格脱脂。采用CO2气体保护焊接时，如CO2气体含有水分过多，则应进行干燥处理，以减少热影响区的韧性下降。
焊接工艺
（1）、焊前准备 27SiMn材料焊接性能不是很好。为保证焊接质量，减少焊接时熔池金属中母材表面的水、油、锈及赃物溶入，应先用机械加工的方法加工静密封台表面。保证表面粗糙度值Ra≥6.3μm。
（2）、焊接材料 27SiMn材料属于中碳调质钢。由于碳含量及合金元素Si含量较高，熔池凝固结晶时，液-固相结晶区间大、偏析倾向比较严重，这就促使焊接时具有较大的热裂纹敏感性，因此应该重点考虑可能出现的热裂纹问题。为提高焊缝金属的抗热裂纹能力，焊接材料要求采用低碳合金系列。我公司选用的是CO2气体保护焊丝，以确保焊缝金属的韧性、塑性及强度，提高焊缝金属的抗裂能力。
（3）、焊接方法 为保证焊缝质量、降低成本、提高生产效率，我公司采用自动环焊焊机进行CO2气体保护焊接。通过焊机的旋转运动装置实现工件的旋转，通过夹持喷嘴调节机构实现焊接部位的纵、横向进给，并根据工艺要求控制焊接速度。焊接采取多层多通道焊，在焊接过程中根据焊接层数的不同，调整喷嘴的高低，如图2所示。
（4）、焊接工艺要点 为获得良好的堆焊质量，我公司采用Φ1.2mm的焊丝，电弧电压23-25V，焊接电流195-220A，焊丝伸长10mm。焊丝伸长过长，飞溅严重，气体保护效果较差；焊丝伸长过短，飞溅物容易堵塞喷嘴，保护效果不好，并且影响操作人员视线。气体流量对焊接质量也有很大影响，流量过大，会产生不规则湍流，保护效果反而变差。因此我公司在实际操作时气流量采用15L/min，CO2气体纯度为99.5%，同时堆焊速度应控制在80-450mm/min。
机械加工工艺
缸筒静密封台焊接完后，应进行机械加工。首先将焊接表面加工到要求尺寸，如图3所示。加工到尺寸后，进行抛光处理，保证粗糙度。
结束语
从我公司长期的实践来看，在生产过程中只要能够采取合理的工艺措施，正确地选择焊接材料、焊接方法和焊接参数，配合正确的机械加工方法，就可以保证缸体焊缝具有良好的综合力学性能，保证几何尺寸和表面光洁度。从实际使用效果的跟踪和信息反馈来看，使用该项技术修复的静密封台取得了预期的效果。此项技术的应用已经产生了可观的经济效益。