刘晓玲

(青岛黄海学院，山东 青岛 266427)

0 前言

液压支架作为最重要的煤矿支护设备之一，在工作中长期承受压力、腐蚀和磨损等作用。液压支架的局部机械疲劳[1]、摩擦损伤较为常见，需要定期进行修复和维护，否则存在巨大的安全隐患。然而，由于液压支架的关键承载部件对强度、精密、密闭性[2]要求较高，常规补焊修复的效果难以满足工程需要，导致大量支架被淘汰。虽然激光熔覆技术[3]在液压支架修复[4]方面有着良好的应用效果，但成本居高不下，且工艺方面仍存在诸多限制，比如，加热和冷却过快造成的熔覆层熔融时间过短造成光斑外缘和内缘差别大，导致组织形成不平衡，应力分配不匀；激光熔覆对设备要求较高，部分工艺排气浮渣不充分，易造成硬度不均，形成气孔、夹渣等问题。

随着焊接技术的发展，高精度、低成本的超声波等离子弧焊[5]得到广泛认可，相比传统弧焊，其具有能量集中、热影响区小、焊缝表面光洁等优点，在超声波的作用下，熔池拉伸效果显著，熔滴[6]过渡更为平滑。为此，文中提出将应用于液压支架修复工艺，通过试验和数值模拟方法，研究焊接参数对修复工艺的影响，适用于液压支架中厚壁零件的高强度、低变形修复，如中缸活塞段、立柱、支架本体构件等，确保最佳补焊效果。

1 液压支架修复系统设计

1.1 超声等离子弧焊系统组成

为研究超声波对液压支架修复效果的影响，设计超声波等离子弧焊系统组成如图1所示，主要包括焊接系统和上位机控制系统。……