[发明专利]高强度煤层抽采瓦斯用三棱型钻杆的焊接方法

摘要

高强度煤层抽采瓦斯用三棱型钻杆的焊接方法，包括以下步骤：1）焊前处理、2）主体整形、3）摩擦焊接、4）焊缝的再处理。本发明，通过摩擦焊接，保证了三棱钻杆的同心度和直线度，去除了手工电焊必须在焊缝中所填充的焊材，并且消除了焊缝处容易存在的气孔的现象，提高了三棱钻杆的强度，并使生产效率提升了15倍，节约了生产成本，减少了工人的劳动强度，而且消除了手工电焊带来的环境污染和对操作工人健康的伤害。

主权项

高强度煤层抽采瓦斯用三棱型钻杆的焊接方法，包括以下步骤：1）焊前处理、2）、主体整形、3）摩擦焊接、4）焊缝的再处理，其特征在于：1）、焊前处理：高强度煤层抽采瓦斯用三棱型钻杆，由三棱状的钻杆主体（2）、二端钻杆接头组成，钻杆体内设有送风孔，所述的二端钻杆接头分为公钻杆接头（1）和母钻杆接头（3），钻杆主体（2）的横截面为三棱状首先将钻杆主体和二端钻杆接头的端面车削，除去焊接端面的锈斑和油污,使钻杆主体与钻杆接头的焊接端面和钻杆中心轴线垂直，公差为≤0.5mm；并将钻杆接头进行调质处理后备用；2）、主体整形：包括钻杆主体压孔、钻杆主体扩孔和钻杆主体整形三个阶段；（1）、压孔阶段：使用V型工装将经过焊前处理的钻杆主体固定在液压压孔设备上，在接近钻杆主体端面30mm处使用高频加热器加热30秒，使其升温至750℃～800℃，用模具Ⅰ（4‑1）进行压孔作业，使钻杆主体一端形成直径为Φ65mm的圆柱，成型后取下自然冷却至常温备用；（2）、扩孔阶段：使用V型工装将经过压孔处理的钻杆主体固定在液压扩孔设备上，在接近钻杆主体端面30mm处使用高频加热器加热30秒，使其升温至750℃～800℃，用模具Ⅱ（4‑2）进行扩孔，使钻杆主体一端孔径缩小至Φ48mm，成型后取下自然冷却至常温备用；（3）、整形阶段：使用V型工装将经过扩孔处理的钻杆主体固定在液压整形设备上，在接近钻杆主体端面30mm处使用高频加热器加热30秒，使其升温至750℃～800℃，用模具Ⅲ（4‑3）进行整形，直至钻杆主体一端形成直径为Φ64mm，孔径为Φ49mm的圆柱型圆环状结构，最终达到摩擦焊接要求的精确尺寸；同理，三棱钻杆主体的另一端也采用同样的方式进行压孔扩孔和整形；3）、摩擦焊接：将经过调质处理后的钻杆接头固定在摩擦焊机主轴孔的旋转液压卡盘中，将经过压孔扩孔整形处理后的钻杆主体用V型工装固定在摩擦焊机的移动拖板上；启动摩擦焊机，液压卡盘收紧钻杆接头后将置于空转状态，利用百分表调整V型工装位置，校正钻杆接头与钻杆主体的同心度和直线度，使同心度公差≤0.20mm，使直线度公差≤0.50mm/m；符合要求后启动操作按钮，进行自动摩擦焊接；同理，三棱钻杆主体的另一端也采用相同的方式与对应的钻杆接头进行摩擦焊接；4）、焊缝的再处理：待摩擦焊接完毕的成型钻杆自然冷却后，利用高频加热器在摩擦焊接焊缝处加热18‑20秒，使其升温至650℃～700℃，进行去应力退火，自然冷却后再将焊接部位突出的部分进行车削加工，消除出现的台肩或凹凸，使钻杆整体光滑。