掘进机铆焊件制作中对焊接温度的控制

刘玉荣久益环球（佳木斯）采矿设备有限公司

掘进机铆焊件制作中对焊接温度的控制

刘玉荣
久益环球（佳木斯）采矿设备有限公司

摘要：温度作为掘进机铆焊件制造过程中的一项重要参量，对其的温度控制不仅会影响到掘进机铆焊件能否发挥出设计的强度与功能，还会影响到掘进机的整体性能，影响到煤炭的生产安全。也正因如此，做好掘进机铆焊件制造中对焊接温度的控制研究则尤为重要。本文笔者即从铆焊件加工过程的热力学分析入手，对掘进机铆焊件制作过程中的主要影响因素进行粗浅的分析，并提出提升掘进机铆焊件温度控制的具体方法，以期达到提升掘进机铆焊件生产质量的根本目的。

关键词：掘进机；铆焊件；焊接；温度；控制

前言

在掘进机大型化、功能化的背景下，铆焊作为一项复杂的加工工艺和生产过程，铆焊件的制造早已成为决定掘进机技术性能、煤炭安全、企业效益的关键环节。也正因如此，做好铆焊件的加工与温度控制技术对提升掘进机的整体性能而言有着至关重要的作用。以下笔者即从掘进机铆焊件制造的实际出发，基于热力学对掘进机铆焊件温度进行分析，提出影响掘进机铆焊件的因素与解决对策，以期通过笔者的阐述为广大同行做有益的参考。

1.基于热力学对掘进机铆焊件温度的分析

众所周知，掘进机在铆焊件的制作过程中受热往往呈现局部化，以至于掘进机铆焊件与其它部位之间往往存在着一定的温度差异，而正是这个温度差异也进一步使得铆焊件与其周边的结构之间不断的进行着两种热传递的辐射与传导。而如若此时我们不能做好这种热传递的全面性控制，那么铆焊件的温度势必会过低，使得铆焊件与掘进机的其它结构之间存在温度差异，不利于加工与制作掘进机铆焊件，并会大大的影响掘进机铆焊件的整体性能和自身强度，引发质量问题。

如若我们对掘进机铆焊件制作过程中能够接触的部位进行详细的分类与分析，则可以看到，其分类具体如下所示：第一，焊缝。焊缝作为掘进机铆焊过程中熔池形成固态的金属结晶，同时也是母材金属结晶凝聚的重要表现，可以说其成长与熔池的池壁之间呈现垂直模式；第二，热熔区。掘进机铆焊件热熔区是焊缝与母材连接的半熔化状态区域的热熔区，而这区域的一个重要特点就是化学成分复杂、晶体颗粒较大，极易产生过热组织；第三，焊接影响区。焊接影响区就是铆焊件在焊接过程中进行热量传导、辐射到的部位，其在整个制作过程中，极易因热量影响出现金相上的改变，从而导致机械性能、强度发生变化。

2.影响掘进机铆焊件制作的因素

2.1掘进机铆焊件焊接的热特点

第一，掘进机铆焊件的焊接温度较高，普通的掘进机铆焊件的焊接温度也都可以达到1600K以上；第二，掘进机铆焊件焊接温度升高很快，如若我们将其与普通焊接热处理相对比，就能够看到，铆焊的热源十分集中且温度会迅速升高；第三，掘进机铆焊件焊接的高温时间保持较短，这是因为在焊接过程中掘进机铆焊件与其它结构部位紧密相连，所以极易通过辐射或传导等途径将热量迅速的传递出去，进而造成铆焊件的高温难以长时间保持。

2.2掘进机铆焊件焊接的温度控制因素

如若在掘进机铆焊件的制作过程不能对温度进行精确的控制，那么势必会导致掘进机铆焊件的加工质量或者是整体性能出现问题或者是隐患。以下笔者总结了几点导致掘进机铆焊件温度失去控制的因素：第一，在整个掘进机铆焊件的制作过程中缺乏对温度控制的自我意识，从而在整个铆焊件的焊接过程之中都没有使用相应的技能与规范，进而使得整个掘进机铆焊件制作加工质量出现问题；第二，并没有按照规范要求对掘进机铆焊件焊口进行清洁处理，以至于掘进机铆焊件的焊口出现积水、油污等问题，进而影响了温度的传递，造成掘进机铆焊件加工质量问题的出现；第三，在掘进机铆焊件的焊接过程中，其使用的焊接材料与焊接设备本身存在问题，且二氧化碳的纯度不足，焊条质量不高，母材技术性能有问题等诸多因素加之在一起，都会造成在掘进机铆焊件的制造过程之中失去对温度的控制，导致掘进机铆焊件出现缺陷与隐患问题。

2.3掘进机铆焊件制作过程中存在的焊接缺陷

通过分析，我们可以看到，目前掘进机铆焊件在制作过程中，往往存在着许多焊接缺陷且种类繁多。一般情况下，我们可以将其分为内部缺陷与外部缺陷，两种。其中内部缺陷主要出现在熔合区域之内且具有一定的隐蔽性，只有对其进行破坏性试验或者是无损检验才能够发现内部缺陷，如：夹渣和裂缝等；而外部缺陷则是指能够通过肉眼观察就能够发现的或者是采取简单的工具就能够发现的问题，如：焊瘤、咬边、裂缝、气孔等问题。

3.提升掘进机铆焊件温度控制的具体方法

3.1切实做好掘进机铆焊件制作前的准备工作

只有做好掘进机铆焊件制作前的准备工作，才能够为铆焊件的顺利加工奠定坚实的基础，提升对掘进机铆焊件温度的准确控制。第一，在制作之前，我们对掘进机铆焊件的坡口用热切割的方式进行处理，以防止母材边缘形成淬硬层，淬硬层会以其低塑性造成冷加工的开裂，而利用热切割的方式能够有效确保金属的热传递；第二，针对铆焊件焊接区域所存在的污渍问题要进行及时的清除与清理，以确保在既定温度对焊接材料所进行的处理能够顺利开展，切实达成现在应有技术效果；第三，在铆焊件焊接前应该对焊接材料进行充分的烘干；第四，对于精确度要求较高，结构较为复杂的焊接件，其在焊接前应该进行缓慢的预热，从而提高焊接质量。

3.2正确的掌握与应用掘进机铆焊件的焊接操作工艺

第一，在焊接方法的选用上，我们应该采取特定的摆幅和在坡口两侧停顿的方法，以此控制熔池问题，使熔池能够得到一致，避免焊瘤的形成；第二，在焊接过程中，我们必须要提高对焊接角度的重视程度，这是因为焊接角度在某种意义上直接影响着温度的精确控制，尤其是在夹角垂直时，电弧会相对集中，熔池温度也会相对较高，反之则温度较低；第三，在起弧之前必须要先对其进行试验，也就是说在高度板上对电流强度进行调整，测试温度。并在测试合格以后在划擦起弧，利用反馈电路加强对温度的精确控制，避免因为温度升幅过快而致使电路发生大面积的烧坏；第四，要以消除残余应力为主对掘进机的铆焊件进行热处理，使金属相变温度点以下的热量能够均匀，而后采取均匀冷却的方式进一步将应力以退火消除；第四，在焊接结束以后，应该做好焊后热处理工作，以此改善焊件焊接区的性能，消除焊接残余应力对焊接件造成的有害影响。对焊接区及其有关部位在金属相变温度点以下充分均匀加热，然后又均匀冷却以进行消除应力和退火。焊后热处理是保证焊件焊接接头性能的一个非常重要的环节。

3.3做好焊缝质量的检验工作

做好焊缝检验工作，也是确保掘进机铆焊件焊接质量的重要手段。尤其是在铆焊件的焊接制作过程中，往往由于诸多因素的影响，致使焊缝存在超过允许值的缺陷，而一旦发生这种缺陷，就必须要采取适当的方法，对缺陷进行排除，然而在进行补焊。也只有如此才能够进一步确保铆焊件的焊接质量。尤其是，某些重要的掘进机部分，其铆焊件结构不允许进行二次修补，所以，一旦遭遇重大缺陷，那么铆焊件势必会被直接当成废品进行处理。所以，做好焊缝质量的检验工作则尤为重要。目前，常见的焊缝质量检验方法，主要有：外部检验、密性试验、无损探伤，三种。外部检验，主要是对焊缝外表实施的检查工作，通过对焊缝外观尺寸、形状是否符合焊接要求，是否存在咬边、焊瘤、弧坑、表面气孔、表面夹渣、表面裂纹，以及根部未焊透等缺陷；密性试验，是对焊缝致密性进行试验的一种检查方法，其在试验中，主要是根据焊缝的实际结构形状、焊缝部位的不同，采取不同的试验方法，具体可采用煤油试验、气压试验、灌水试验、冲水试验等方法；无损探伤，是目前发现焊缝内部缺陷最为有效的一种检验方法，尤其是在一些重要的铆焊件结构上，其在出厂之前都必须进行无损探伤检验，确认没有问题才能予以出厂使用。渗透探伤、磁粉探伤、超声波探伤和射线探伤是常见的无损探伤方法。

4.结束语

综上所述，本文笔者从几个方面入手，对掘进机铆焊件制作中对焊接温度的控制进行了粗浅的分析与阐述，也是希望能够让大家更加清楚的认识到，以提高铆焊件自身质量去确保掘进机技术性能和安全水平早已成为掘进机生产制造业企业应对市场实际发展需求的关键所在。所以，在今后的工作，掘进机生产制造企业更应该进一步加强对掘进机铆焊件加工中的技术强化，做好掘进机铆焊件的温度控制，为保障掘进机的整体性能发挥与安全运行做好坚实的铺垫。

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