掘進機鉚焊件制作中對焊接溫度的控制

劉玉榮久益環球（佳木斯）采礦設備有限公司

掘進機鉚焊件制作中對焊接溫度的控制

劉玉榮
久益環球（佳木斯）采礦設備有限公司

摘要：溫度作為掘進機鉚焊件制造過程中的一項重要參量，對其的溫度控制不僅會影響到掘進機鉚焊件能否發揮出設計的強度與功能，還會影響到掘進機的整體性能，影響到煤炭的生產安全。也正因如此，做好掘進機鉚焊件制造中對焊接溫度的控制研究則尤為重要。本文筆者即從鉚焊件加工過程的熱力學分析入手，對掘進機鉚焊件制作過程中的主要影響因素進行粗淺的分析，并提出提升掘進機鉚焊件溫度控制的具體方法，以期達到提升掘進機鉚焊件生產質量的根本目的。

關鍵詞：掘進機；鉚焊件；焊接；溫度；控制

前言

在掘進機大型化、功能化的背景下，鉚焊作為一項復雜的加工工藝和生產過程，鉚焊件的制造早已成為決定掘進機技術性能、煤炭安全、企業效益的關鍵環節。也正因如此，做好鉚焊件的加工與溫度控制技術對提升掘進機的整體性能而言有著至關重要的作用。以下筆者即從掘進機鉚焊件制造的實際出發，基于熱力學對掘進機鉚焊件溫度進行分析，提出影響掘進機鉚焊件的因素與解決對策，以期通過筆者的闡述為廣大同行做有益的參考。

1.基于熱力學對掘進機鉚焊件溫度的分析

眾所周知，掘進機在鉚焊件的制作過程中受熱往往呈現局部化，以至于掘進機鉚焊件與其它部位之間往往存在著一定的溫度差異，而正是這個溫度差異也進一步使得鉚焊件與其周邊的結構之間不斷的進行著兩種熱傳遞的輻射與傳導。而如若此時我們不能做好這種熱傳遞的全面性控制，那么鉚焊件的溫度勢必會過低，使得鉚焊件與掘進機的其它結構之間存在溫度差異，不利于加工與制作掘進機鉚焊件，并會大大的影響掘進機鉚焊件的整體性能和自身強度，引發質量問題。

如若我們對掘進機鉚焊件制作過程中能夠接觸的部位進行詳細的分類與分析，則可以看到，其分類具體如下所示：第一，焊縫。焊縫作為掘進機鉚焊過程中熔池形成固態的金屬結晶，同時也是母材金屬結晶凝聚的重要表現，可以說其成長與熔池的池壁之間呈現垂直模式；第二，熱熔區。掘進機鉚焊件熱熔區是焊縫與母材連接的半熔化狀態區域的熱熔區，而這區域的一個重要特點就是化學成分復雜、晶體顆粒較大，極易產生過熱組織；第三，焊接影響區。焊接影響區就是鉚焊件在焊接過程中進行熱量傳導、輻射到的部位，其在整個制作過程中，極易因熱量影響出現金相上的改變，從而導致機械性能、強度發生變化。

2.影響掘進機鉚焊件制作的因素

2.1掘進機鉚焊件焊接的熱特點

第一，掘進機鉚焊件的焊接溫度較高，普通的掘進機鉚焊件的焊接溫度也都可以達到1600K以上；第二，掘進機鉚焊件焊接溫度升高很快，如若我們將其與普通焊接熱處理相對比，就能夠看到，鉚焊的熱源十分集中且溫度會迅速升高；第三，掘進機鉚焊件焊接的高溫時間保持較短，這是因為在焊接過程中掘進機鉚焊件與其它結構部位緊密相連，所以極易通過輻射或傳導等途徑將熱量迅速的傳遞出去，進而造成鉚焊件的高溫難以長時間保持。

2.2掘進機鉚焊件焊接的溫度控制因素

如若在掘進機鉚焊件的制作過程不能對溫度進行精確的控制，那么勢必會導致掘進機鉚焊件的加工質量或者是整體性能出現問題或者是隱患。以下筆者總結了幾點導致掘進機鉚焊件溫度失去控制的因素：第一，在整個掘進機鉚焊件的制作過程中缺乏對溫度控制的自我意識，從而在整個鉚焊件的焊接過程之中都沒有使用相應的技能與規范，進而使得整個掘進機鉚焊件制作加工質量出現問題；第二，并沒有按照規范要求對掘進機鉚焊件焊口進行清潔處理，以至于掘進機鉚焊件的焊口出現積水、油污等問題，進而影響了溫度的傳遞，造成掘進機鉚焊件加工質量問題的出現；第三，在掘進機鉚焊件的焊接過程中，其使用的焊接材料與焊接設備本身存在問題，且二氧化碳的純度不足，焊條質量不高，母材技術性能有問題等諸多因素加之在一起，都會造成在掘進機鉚焊件的制造過程之中失去對溫度的控制，導致掘進機鉚焊件出現缺陷與隱患問題。

2.3掘進機鉚焊件制作過程中存在的焊接缺陷

通過分析，我們可以看到，目前掘進機鉚焊件在制作過程中，往往存在著許多焊接缺陷且種類繁多。一般情況下，我們可以將其分為內部缺陷與外部缺陷，兩種。其中內部缺陷主要出現在熔合區域之內且具有一定的隱蔽性，只有對其進行破壞性試驗或者是無損檢驗才能夠發現內部缺陷，如：夾渣和裂縫等；而外部缺陷則是指能夠通過肉眼觀察就能夠發現的或者是采取簡單的工具就能夠發現的問題，如：焊瘤、咬邊、裂縫、氣孔等問題。

3.提升掘進機鉚焊件溫度控制的具體方法

3.1切實做好掘進機鉚焊件制作前的準備工作

只有做好掘進機鉚焊件制作前的準備工作，才能夠為鉚焊件的順利加工奠定堅實的基礎，提升對掘進機鉚焊件溫度的準確控制。第一，在制作之前，我們對掘進機鉚焊件的坡口用熱切割的方式進行處理，以防止母材邊緣形成淬硬層，淬硬層會以其低塑性造成冷加工的開裂，而利用熱切割的方式能夠有效確保金屬的熱傳遞；第二，針對鉚焊件焊接區域所存在的污漬問題要進行及時的清除與清理，以確保在既定溫度對焊接材料所進行的處理能夠順利開展，切實達成現在應有技術效果；第三，在鉚焊件焊接前應該對焊接材料進行充分的烘干；第四，對于精確度要求較高，結構較為復雜的焊接件，其在焊接前應該進行緩慢的預熱，從而提高焊接質量。

3.2正確的掌握與應用掘進機鉚焊件的焊接操作工藝

第一，在焊接方法的選用上，我們應該采取特定的擺幅和在坡口兩側停頓的方法，以此控制熔池問題，使熔池能夠得到一致，避免焊瘤的形成；第二，在焊接過程中，我們必須要提高對焊接角度的重視程度，這是因為焊接角度在某種意義上直接影響著溫度的精確控制，尤其是在夾角垂直時，電弧會相對集中，熔池溫度也會相對較高，反之則溫度較低；第三，在起弧之前必須要先對其進行試驗，也就是說在高度板上對電流強度進行調整，測試溫度。并在測試合格以后在劃擦起弧，利用反饋電路加強對溫度的精確控制，避免因為溫度升幅過快而致使電路發生大面積的燒壞；第四，要以消除殘余應力為主對掘進機的鉚焊件進行熱處理，使金屬相變溫度點以下的熱量能夠均勻，而后采取均勻冷卻的方式進一步將應力以退火消除；第四，在焊接結束以后，應該做好焊后熱處理工作，以此改善焊件焊接區的性能，消除焊接殘余應力對焊接件造成的有害影響。對焊接區及其有關部位在金屬相變溫度點以下充分均勻加熱，然后又均勻冷卻以進行消除應力和退火。焊后熱處理是保證焊件焊接接頭性能的一個非常重要的環節。

3.3做好焊縫質量的檢驗工作

做好焊縫檢驗工作，也是確保掘進機鉚焊件焊接質量的重要手段。尤其是在鉚焊件的焊接制作過程中，往往由于諸多因素的影響，致使焊縫存在超過允許值的缺陷，而一旦發生這種缺陷，就必須要采取適當的方法，對缺陷進行排除，然而在進行補焊。也只有如此才能夠進一步確保鉚焊件的焊接質量。尤其是，某些重要的掘進機部分，其鉚焊件結構不允許進行二次修補，所以，一旦遭遇重大缺陷，那么鉚焊件勢必會被直接當成廢品進行處理。所以，做好焊縫質量的檢驗工作則尤為重要。目前，常見的焊縫質量檢驗方法，主要有：外部檢驗、密性試驗、無損探傷，三種。外部檢驗，主要是對焊縫外表實施的檢查工作，通過對焊縫外觀尺寸、形狀是否符合焊接要求，是否存在咬邊、焊瘤、弧坑、表面氣孔、表面夾渣、表面裂紋，以及根部未焊透等缺陷；密性試驗，是對焊縫致密性進行試驗的一種檢查方法，其在試驗中，主要是根據焊縫的實際結構形狀、焊縫部位的不同，采取不同的試驗方法，具體可采用煤油試驗、氣壓試驗、灌水試驗、沖水試驗等方法；無損探傷，是目前發現焊縫內部缺陷最為有效的一種檢驗方法，尤其是在一些重要的鉚焊件結構上，其在出廠之前都必須進行無損探傷檢驗，確認沒有問題才能予以出廠使用。滲透探傷、磁粉探傷、超聲波探傷和射線探傷是常見的無損探傷方法。

4.結束語

綜上所述，本文筆者從幾個方面入手，對掘進機鉚焊件制作中對焊接溫度的控制進行了粗淺的分析與闡述，也是希望能夠讓大家更加清楚的認識到，以提高鉚焊件自身質量去確保掘進機技術性能和安全水平早已成為掘進機生產制造業企業應對市場實際發展需求的關鍵所在。所以，在今后的工作，掘進機生產制造企業更應該進一步加強對掘進機鉚焊件加工中的技術強化，做好掘進機鉚焊件的溫度控制，為保障掘進機的整體性能發揮與安全運行做好堅實的鋪墊。

參考文獻：

[1]穆忠林.淺析掘進機鉚焊件制作中焊接溫度的控制[J].中國新技術新產品.2015(02)

[2]王紅軍.鉚焊件制作時焊接溫度的控制[J].科技創新與應用2014(01)

[3]劉振.淺談鉚焊件制作時焊接溫度的控制[J].黑龍江科技信息.2015(08)

[4]蔡金金,胡敏英,李昕.焊接溫度檢測系統的研究[J].河北農業大學學報.2010(05)

[5]白日午.焊管焊接溫度的檢測和控制[J].焊管.1995(01)

[6]李明奎.焊接缺陷對結構的影響及其防治措施[J].黑龍江科技信息.2010(16)

[7]王德軍.焊接缺陷對結構影響的預防對策淺析[J].黑龍江科技信息.2009(16)