引言

JoY連采機(jī)鏟板在連采機(jī)設(shè)備中也被稱為裝載機(jī)構(gòu)。在連采機(jī)大修時(shí),經(jīng)常檢測到鏟板底部磨損嚴(yán)重,如不及時(shí)進(jìn)行修復(fù),不僅無法保證鏟板的動平衡,還會影響連采機(jī)工作時(shí)的裝載能力,為此本文制定了合理的焊接修復(fù)工藝,修復(fù)后的鏟板經(jīng)過一個(gè)采煤工作面的運(yùn)行,證明了其修復(fù)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(jī)采用三星爪圓盤式裝載機(jī)構(gòu),也可稱為星輪裝載機(jī)構(gòu),它由驅(qū)動圓盤和安裝在驅(qū)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(qū)動,左右圓盤旋轉(zhuǎn)方向相反,左側(cè)順時(shí)針旋轉(zhuǎn),右側(cè)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),物料由裝煤鏟板前端繞外側(cè)落入輸送機(jī)刮板。這種裝置裝載能力強(qiáng),效率高。在連采機(jī)大修時(shí),將拆解的連采機(jī)部件全部進(jìn)行噴砂處理,然后由檢測人員進(jìn)行檢測,發(fā)現(xiàn)底部磨損嚴(yán)重,如圖1所示。

圖1連采機(jī)鏟板磨損部位

2鏟板磨損部位材料、加強(qiáng)板材料分析

2.1磨損部位材質(zhì)的化學(xué)成分及力學(xué)性能

經(jīng)過光譜分析儀檢測,磨損部位材質(zhì)為55siMnVB彈簧鋼,其化學(xué)成分如表1所示。

55siMnVB彈簧鋼的力學(xué)性能:

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

2.2加強(qiáng)板材料的化學(xué)成分及力學(xué)性能

加強(qiáng)板材料選用Q345鋼,其化學(xué)成分如表2所示。

Q345鋼的力學(xué)性能:抗拉強(qiáng)度470～630MPa:屈服強(qiáng)度≥345MPa:伸長率>17%。

2.3焊接材料及焊接設(shè)備的選擇

根據(jù)上述分析,計(jì)算兩種材質(zhì)的碳當(dāng)量分別為:磨損底板55siMnVB彈簧鋼的CE=0.88,加強(qiáng)板Q345鋼的CE=0.64。

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

E71T-1焊絲化學(xué)成分及力學(xué)性能如表3所示。

E71T-1焊絲力學(xué)性能:屈服強(qiáng)度558MPa:抗拉強(qiáng)度472MPa:硬度測試值:淬硬層HRC40,基體HRC50。

焊接設(shè)備采用松下YD-350GR3型全數(shù)字C02/MAG多功能焊機(jī),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(shí)采用中性焰,對氣割部位進(jìn)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(diǎn)固在原位置上。圖2為氣割后點(diǎn)固完好的底部加強(qiáng)板。

圖2氣割后點(diǎn)固完好的底部加強(qiáng)板

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

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

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

（6）焊前預(yù)熱。預(yù)熱是防止熱影響區(qū)產(chǎn)生裂紋的有效措施,預(yù)熱溫度的確定要考慮到母材的化學(xué)性能、材料的焊接性、鋼板的厚度、焊縫的長度和焊縫位置。預(yù)熱溫度控制在150～200℃室溫低于-5℃時(shí)需預(yù)熱）,由于結(jié)構(gòu)件較厚采用局部預(yù)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(shí)仍需要重新預(yù)熱。

（7）控制層間溫度。合理控制層間溫度是防止焊接產(chǎn)生冷裂紋的關(guān)鍵,也是獲得優(yōu)良焊接接頭的必要條件之一。結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況,嚴(yán)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(jī)進(jìn)行打磨,直至外觀光滑平整。圖3為修復(fù)后的鏟板底部加強(qiáng)板。

圖3修復(fù)完成的鏟板底部加強(qiáng)板

4結(jié)語

本文采用上述焊接修復(fù)工藝方法,目前已修復(fù)近百余臺連采機(jī),經(jīng)過在井下工作面的長期使用,證明修復(fù)效果良好。