近20年，煤炭產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，開采工藝及裝備水平的不斷提高，對采煤機性能的要求越來越高，而液壓支架是現(xiàn)代化高產(chǎn)高效長壁綜采工作面的關鍵設備之一，它的主要作用是支護采場項板，維護安全作業(yè)空間，推移工作面采煤設備。因此其使用的安全性和可靠性直接決定著綜合機械化采煤技術的成敗。減少支架自身重量對于設備性能的提高有重要作用。因此，低合金高強度鋼的應用量也逐漸增加。而低合金高強度鋼作為液壓支架用鋼在焊接過程中存在的主要問題是容易出現(xiàn)淬硬組織和冷裂紋，加之液壓支架的服役環(huán)境惡劣，使用過程中要承受動、靜載荷，這為其廣泛的使用帶來了困難。為了減少成本，節(jié)省開支，改善工人的工作環(huán)境，本文對液壓支架結構用Q550低合金高強度鋼常溫下的焊接工藝及其焊接接頭力學性能和組織進行了實驗研究。

實驗材料選用厚度為20mm的Q550低合金高強度鋼。Q550鋼經(jīng)調質處理(930～960℃水淬+640～650℃×3.5h回火)后，室溫的屈服強度達550MPa以上，并保證-20℃的低溫沖擊吸收功大于40J。實驗用Q550鋼的化學成分(質量分數(shù),%)為：0.05C，0.27Mn，1.81Si，0.01P，0.01S，0.12V，0.09Nb，0.13Ti，0.34Cr，0.04Ni，0.05Mo，0.01B；其力學性能：ReL=610MPa，Rm=703MPa，A=25.3%，AKV(-20℃)≥40J,AKV(-40℃)≥27J。試驗遵循等強匹配原則選用直徑為1.6mm的低氫型渣系低合金高強鋼藥芯焊絲PK-YJ707A，其化學成分及力學性能見表1。

表1?PK-YJ707A?的化學成分及力學性能

采用SAFMIG480Tri焊機，保護氣體是純度為99.3%的CO2，氣體流量為24L/min，焊接平均速度為150mm/min，其它焊接參數(shù)如表2所示。焊縫采用對稱的X型坡口，焊前清除坡口兩側50mm范圍內的銹蝕、水分、油污等雜質。為防止冷裂紋的產(chǎn)生，減小焊道過熱，降低焊縫熱輸入，試驗采用多層多道焊工藝，并嚴格控制層間溫度為100～150℃。采用上下對稱焊接，以防止焊接變形。焊后進行熱處理，以消除內應力，提高結構件質量的穩(wěn)定性，改善接頭的組織及力學性能?？紤]到安全可靠和易于操作這兩個因素，將其熱處理規(guī)范規(guī)定為500±20℃。焊后按標準分別對焊接接頭進行拉伸、彎曲和沖擊試驗。

表2?焊接參數(shù)

采用低氫型渣系低合金高強鋼藥芯焊絲PK-YJ707A實現(xiàn)了焊接Q550鋼常溫下的焊接。其焊接接頭的屈服強度達到與母材等強度，抗彎能力和沖擊性能均能滿足液壓支架性能要求。形成的焊縫和熱影響區(qū)在-20℃時的沖擊吸收功平均值均大于40J，在-40℃其沖擊吸收功的平均值均大于27J。熱影響區(qū)主要呈現(xiàn)的是韌窩延性斷裂特征，表現(xiàn)為具有良好的沖擊吸收功。焊縫區(qū)沖擊斷口呈準解理+韌窩混合斷裂特征，其沖擊吸收功較熱影響區(qū)偏低，但還是能夠保證力學性能要求。

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