27SiMn作为油缸制造的焊接母材,由于其焊接性能差,所以一直制约着油缸的焊接质量。为获得强度高,塑性、韧性好的优质27SiMn钢焊接接头,采用理论分析与试验研究相结合的方法,对该材料的焊接工艺进行了研究。研究结果表明,27SiMn的碳当量值大于0.4%,钢材淬硬性和焊接接头的冷裂纹敏感性强,要确保良好的焊接质量,必须采取焊前预热、控制层间温度、后热及焊后去应力退火等严格的焊接工艺措施。并经试验结果的验证,最终确定最佳焊接工艺,其焊缝满足了油缸焊接的关键技术要求。采用该焊接工艺对27SiMn钢进行焊接生产,可使焊接质量达到相应油缸的设计要求。

研究了27SiMn液压支架油缸920℃淬火、不同淬火保温时间和回火温度对组织与性能的影响。结果表明920℃淬火时,保温50 min的性能较好;随回火温度的升高,强度硬度降低,塑性韧性升高,符合一般材料的淬火回火规律;920℃水冷,心部有网状铁素体存在。

研究了27SiMn液压支架油缸(准275mm×53mm×330mm)亚温淬火、不同淬火保温时间对组织和性能的影响。结果表明(880～900)℃×50min淬火后性能较好;860℃回火有少量自由铁素体残留,其他各温度淬火,心部有网状铁素体存在,网状铁素体会降低材料的性能。

油缸是单体液压支柱关键承压部件,其材料机械性能直接影响支柱使用安全。针对近期一些局矿出现的油缸崩裂、变形等现象,对27S iMn冷拔管、普通27S iMn热轧管和27S iMn调质热轧管,3种油缸材质作了机械性能和成本对比分析,结论是冷拔管成本较低,但冲击韧性很差,而油缸的爆破性能和支柱整体破坏性能按MT112-93标准又很难鉴别。

通过碳当量及热影响区最高硬度法,确定了常见液压支架油缸材料27SiMn、30CrMo、30CrMnSi的焊接预热温度。结果表明上述材料碳当量均大于0.55%,可见其淬硬性冷裂纹敏感性较强;在热影响区最高硬度值允许范围内,油缸材料27SiMn、30CrMo、30CrMnSi焊接预热温度分别推荐为250~300℃、150~200℃和250~300℃。

通过理论分析和现场实际操作,比较了多层多道焊接和摆动焊接这两种焊接方式的优劣性,并证明采用多层多道焊接方法焊接的产品质量稍高于摆动焊接。

通过理论分析和现场实际操作,比较了多层多道焊接和摆动焊接这两种焊接方式的优劣性,并证明采用多层多道焊接方法焊接的产品质量稍高于摆动焊接。