引言

JoY連采機鏟板在連采機設備中也被稱為裝載機構。在連采機大修時,經常檢測到鏟板底部磨損嚴重,如不及時進行修復,不僅無法保證鏟板的動平衡,還會影響連采機工作時的裝載能力,為此本文制定了合理的焊接修復工藝,修復后的鏟板經過一個采煤工作面的運行,證明了其修復效果良好。

1鏟板工作原理及磨損部位的確定

連續(xù)采煤機采用三星爪圓盤式裝載機構,也可稱為星輪裝載機構,它由驅動圓盤和安裝在驅動圓盤上的星輪裝載臂組成。圓盤由減速器的大圓錐齒輪驅動,左右圓盤旋轉方向相反,左側順時針旋轉,右側逆時針旋轉,物料由裝煤鏟板前端繞外側落入輸送機刮板。這種裝置裝載能力強,效率高。在連采機大修時,將拆解的連采機部件全部進行噴砂處理,然后由檢測人員進行檢測,發(fā)現(xiàn)底部磨損嚴重,如圖1所示。

圖1連采機鏟板磨損部位

2鏟板磨損部位材料、加強板材料分析

2.1磨損部位材質的化學成分及力學性能

經過光譜分析儀檢測,磨損部位材質為55siMnVB彈簧鋼,其化學成分如表1所示。

55siMnVB彈簧鋼的力學性能:

屈服強度as≥1225MPa:抗拉強度ab≥1372MPa:伸長率810≥5%:斷面收縮率w≥30%:硬度(熱軋）≤HB321。

2.2加強板材料的化學成分及力學性能

加強板材料選用Q345鋼,其化學成分如表2所示。

Q345鋼的力學性能:抗拉強度470～630MPa:屈服強度≥345MPa:伸長率>17%。

2.3焊接材料及焊接設備的選擇

根據(jù)上述分析,計算兩種材質的碳當量分別為:磨損底板55siMnVB彈簧鋼的CE=0.88,加強板Q345鋼的CE=0.64。

根據(jù)低合金鋼及異種鋼焊接時的選材原則,選用E71T-1焊絲、C02氣體保護焊焊接方法即可。

E71T-1焊絲化學成分及力學性能如表3所示。

E71T-1焊絲力學性能:屈服強度558MPa:抗拉強度472MPa:硬度測試值:淬硬層HRC40,基體HRC50。

焊接設備采用松下YD-350GR3型全數(shù)字C02/MAG多功能焊機,其具有穩(wěn)定的焊接電流和電弧電壓。焊接過程中飛濺小,可形成小顆粒狀,熔滴過渡焊縫成形良好。

3焊接工藝

（1）氣割磨損部位,先將磨損部位氣割切除,氣割時采用中性焰,對氣割部位進行打磨,打磨至露出金屬光澤。

（2）根據(jù)割開后的尺寸,將尺寸相同的12mm厚度的Q345鋼點固在原位置上。圖2為氣割后點固完好的底部加強板。

圖2氣割后點固完好的底部加強板

(3）按照原位置點固,點固好后進行焊接,焊接時采用小的工藝參數(shù)按照單面焊雙面成型工藝進行焊接。焊接工藝參數(shù)如表4所示。

(4）在修復后的底板上再加固一層加強板,以延長底部的磨損壽命,延長設備的使用周期。

(5）加強板采用中間開有150mm×20mm的長孔進行塞焊,共有3個塞焊部位,塞焊后加強板與鏟板底部融為一體,起到加強和耐磨的作用。

（6）焊前預熱。預熱是防止熱影響區(qū)產生裂紋的有效措施,預熱溫度的確定要考慮到母材的化學性能、材料的焊接性、鋼板的厚度、焊縫的長度和焊縫位置。預熱溫度控制在150～200℃室溫低于-5℃時需預熱）,由于結構件較厚采用局部預熱措施,需要用表面測溫儀測量溫度。如果停止焊接,再焊接時仍需要重新預熱。

（7）控制層間溫度。合理控制層間溫度是防止焊接產生冷裂紋的關鍵,也是獲得優(yōu)良焊接接頭的必要條件之一。結合實際生產情況,嚴格控制層間溫度在100～150℃。

（8）焊接完畢,對焊縫及焊縫周圍用角磨機進行打磨,直至外觀光滑平整。圖3為修復后的鏟板底部加強板。

圖3修復完成的鏟板底部加強板

4結語

本文采用上述焊接修復工藝方法,目前已修復近百余臺連采機,經過在井下工作面的長期使用,證明修復效果良好。