液壓支架用Q690高強鋼焊接接頭強韌性匹配思路探究

1、液壓支架用q690高強鋼焊接接頭強韌性匹配思路探究摘要：液壓支架用q690高強度的剛焊接頭的強韌性 匹配要求較高，采用不同的焊絲進行焊接，根據對其的優(yōu)缺 點及強韌性匹配的情況進行分析，對液壓支架用q690髙強 鋼焊接接頭的強韌性匹配思路進行研究，研究結果表明從液 壓支架的可靠性及輕量化的發(fā)展角度來講ghs75h更符合發(fā) 展的需要。關鍵詞：液壓支架；q690；強韌性；匹配思路研究中圖分類號：tg457文獻標識碼：a文章編號： 1009-2374 (2014) 05-0010-02隨著我國煤礦事業(yè)的快速發(fā)展，對液壓支架的技術要求 也越來越高，在煤礦的開采工作中，液壓支架使使其眾多開 采設備中的主要

2、工作設備，在工作的過程中，液壓支架擔負 著頂板的支護工作，在煤礦的開采過程中，開采地點往往不 是固定不變的，液壓支架也會隨著開采地點的改變而發(fā)生變 化，這就對液壓支架的強度及靈活性有了較高的要求，液壓 支架的成本投入較大，其投資成本占到了整套設備的百分之 六十以上，這也要求液壓支架具有穩(wěn)定的結構以保持其動作 的可靠性。國內外關于液壓支架的結構設計差異不大，然而 液壓支架的支護能力卻嚴重影響著我國液壓支架的發(fā)展，造 成支護能力不同的主要原因是由于存在材料的差異，如果釆 用高鋼作為液壓支架的制造材料，不斷可以保證液壓支架的 強度，還能使液壓支架的重量大大減輕，方便液壓支架的運 輸，q690的碳含量

3、非常的高，并具有一定的冷裂傾向，近年 來越來越廣泛的應用于液壓支架的制造當中，但是要使液壓 支架能夠達到較高強度的搞結構要求，還需要制定合適的焊 接工藝，選用正確的焊接材料，近年來焊接接頭的性能及焊 接材料與母材的匹配逐漸成為研究的熱點，本文就結合q690 高強鋼焊接接頭的強韌性匹配要求，研究不同的焊接材料的 強韌性匹配問題。1試驗材料及實驗方法本次試驗中所采用的母材材料為國產的調質態(tài)q690高 強鋼，該高強鋼的板厚度為30毫米，本次試驗中采用兩種 不同的焊絲來進行焊接，并對不同焊絲的強韌性匹配做出分 析研究，分別采用宜昌猴王焊絲有限公司生產的mk. ghs70-g 焊絲及鋼鐵研究總院生產的g

4、hs75h焊絲進行焊接，兩種焊 絲的直徑都為1.2毫米，q690高強鋼及焊絲的力學性能、化 學成分見表1、2所示。本試驗中采用與現場相同的坡口形式及焊接工藝，這是 為了與實際的生產過程保持一致，以確保試驗中的焊絲在應 用于實踐中時具有一定的可行性，具體的焊接工藝參數如表 3所示。表3 q690高強鋼焊接工藝參數預熱溫度道間溫度電流電壓焊速熱輸入80 140150 280 30 34 152試驗結果及分析2. 1焊接接頭的沖擊韌性與塑性分析通過對兩種焊接接頭的焊縫中心的沖擊性能的測試分 析得到：當溫度高于20攝氏度時，mk. ghs70-g的沖擊吸收 功要明顯高于ghs75h,當溫度等于負20攝

5、氏度時，兩者的 沖擊吸收功基本相同，當溫度低于負20攝氏度時，情況則 與高于負20攝氏度時的情況恰恰相反，不同的溫度時吸收 功的不同主要是因為兩種焊絲的焊縫的組織的不同。 mk. ghs70-g焊絲形成的焊縫的強度相對來說較低，他的組織 大多是板條貝氏體與針狀鐵素體，這種結構可以有效的對裂 紋的擴展進行制約，當沖擊溫度高于負20攝氏度時，焊縫 的沖擊吸收功較高，但是由于它的ni含量較低，導致其組 織相對來說較為粗大，沒有明顯細化，所以當溫度低于負20 攝氏度時，其沖擊吸收功較低;ghs75h焊絲的焊縫強度較高, 一般情況下它的韌性強度都會相應的較低，但是它的焊縫中 的ni含量較高，對一些對韌性

6、有害的高溫組織的產生有積 極的抑制作用，對晶粒的細化作用使組織非常的細小，這使 得焊縫在低溫使仍能夠保持較高的韌性，并且沖擊吸收功的 變化趨勢相對比較穩(wěn)定。對兩種焊接接頭的不同部位的負20攝氏度的沖擊性能 進行測試，雖然mk. ghs70-g和ghs75h的焊縫的沖擊吸收功 基本相同，但是它們的熱影響區(qū)及熔合線卻有很大差別， mk. ghs70-g焊絲所形成的焊接接頭的各個部位的沖擊吸收 功和母材比起來都具有較大的裕量，ghs75h焊絲所形成的焊 接接頭的熔合線與焊縫處的沖擊吸收功基本相同，兩種焊絲 所形成的焊接接頭都具有較好的匹配性；通過側彎實驗發(fā) 現，兩種焊絲所形成的焊接接頭都具有良好的塑

7、性。2.2焊接接頭的強度與硬度分析對兩種焊絲焊接q690高強鋼獲得的焊接接頭進行拉伸 能夠發(fā)現，mk.ghs70-g與q690的匹配為低強匹配，焊接接 頭的斷裂位置是焊縫，而ghs75h與q690高強鋼的匹配為高 強匹配，因為其焊接接頭的斷裂位置為母材，mk.ghs70-g焊 絲在焊縫低溫時，能夠轉變?yōu)闇囟容^高，所形成的組織以板 條貝氏體及針狀鐵素體為主，有時還會伴有少量的粒狀貝氏 體，當對其進行拉伸時，當拉伸的應力大于焊縫的塑性儲備 時，焊縫中的針狀鐵素體會相互穿插，但這對于裂紋的擴展 的阻礙作用是微弱的，拉伸的應力足夠大時，焊縫就會發(fā)生 斷裂；ghs75h焊絲形成的焊縫大多是板條貝氏體，并

8、伴隨著 少量的粒狀貝氏體或針狀鐵素體，各組織之間分布均勻且細 小，在細晶強化及組織強化的公共作用下，焊縫具有很高的 抗拉強度，母材具有很高的抗拉強度，理論上來說母材是不 會產生斷裂的，但是由于本次實驗中的母材出現了分層現 象，導致了焊接接頭附近的母材出現了斷裂。一般情況下，焊縫的硬度會隨著碳含量的增加而加大， 通過計算得出mk. ghs70-g的碳含量為0. 206, ghs75h的碳 含量為0. 220,由于兩者的碳含量不同，會使得兩種焊絲產 生的焊縫的金屬低溫的轉變溫度的不同，這也導致了二者的 轉化物的不同，mk. ghs70-g的焊絲主要以板條貝氏體及針狀 鐵素體為主，而ghs75h主要

9、以板條貝氏體為主，所以ghs75h 具有相對較高的硬度。3結語采用mk. ghs70-g及ghs75h焊絲進行焊接時，焊接接頭 各個部門的沖擊韌性一般情況下都會優(yōu)于或接近母材，具有 良好的塑性，在相同的工藝之下由于ghs75h所產生的焊縫 以板條貝氏體組織為主，使得其具有較高的硬度及抗拉強 度，而mk. ghs70-g的抗拉強度及硬度相對較低，在實際的 應用中，由于ghs75h具有高匹配性能，更能滿足液壓支架 的匹配需要。煤礦井下設備維修和配套。參考文獻1 吳樂兵液壓支架的發(fā)展與前瞻j.淮南職業(yè)技術 學院學報，2011, (1).2 楊海關于煤礦液壓支架材料定額管理的幾點想法 口.船舶物資與市場，2012,