刮板机中部槽耐磨焊接工艺

摘 要：针对刮板输送机中部槽各主要部件耐磨能力不一致的问题，简单介绍如何通过普通的焊接处理提高中部槽的使用寿命。  
关键词：输送机；耐磨；中部槽    

刮板输送机是高产高效综合机械化采煤重要的运输设备，它与液压支架、转载机及采煤机等配套使用，完成采煤工作面全部生产过程落、装、运、支护等工序的机械化生产。它一般由机头部、机尾部、链条及中部槽等组成，中部槽是输送机的主体部分，是刮板链条及煤流的运动轨道。目前国内所使用的输送机中部槽在结构上普遍采用整体铸造铲板槽帮、挡板槽帮与高强度耐磨合金中板及底板组焊而成，具有高强度、高寿命高可靠性的优点，过煤量普遍超过百万吨。我公司采用的刮板输送机为SGZ630/180型，现使用已达8年之久，每部刮板机过煤量早已超过二百万吨，其中板、舌板、槽帮内导向槽、跷板道轨、连接头等部位磨损严重。如果全部报废，但个别主要部件仍有很大的利用价值，非常可惜。因此，我们尝试利用普通耐磨补焊的方式恢复中部槽的性能，取得了很好的效果，经济效益十分可观。下面就以我公司修复中部槽为例，浅谈一下中部槽的维修方法，供同行们参考。    

1、 中板的维修及耐磨处理     中部槽中板由高强度耐磨合金材料做成，是刮板、链条及煤流的运动轨道、支承体，磨损很快，特别是在中板的链条位置。由于是连续不间断地磨损，是中部槽磨损最快的位置，也是造成中板报废的只要原因。因此，可以在链道处按一定的花样进行耐磨处理。耐磨处理的常用方式有多种：      
1.1、采用大面积耐磨花样堆焊新工艺       该工艺就是选用适合煤炭生产中使用的耐磨堆焊焊条按一定花纹、一定顺序、一定高度（如下图所示），在中板表面及槽帮入口处堆焊一层耐磨合金。采用该工艺对耐磨焊条的基本要求是：药皮尽量薄，热影响区尽量小，堆焊层与母材结合强度要大，过渡层要少，堆焊工艺性能要好，堆焊层耐磨性要相当高。  如何间隔80mm左右焊接厚2mm、宽10mm的焊缝，可以使刮板及链条在焊缝上滑动，脱离与中板母体的直接接触磨损，而且在高于中板母材的焊缝磨损后，中板的焊缝可以继续起到提高中板抗磨能力的作用，中板耐磨处理后寿命明显提高。
1.2、采用耐磨合金粉块堆焊工艺对中部槽中板进行修复 在中部槽中板上，均匀且错落有序的焊接耐磨合金粉块也是一种我公司推广的有效地提高中板耐磨性能的方法。耐磨块选用90×30×3，沿中部槽宽度方向均匀布置四行，每行错开排列（如下图所示），使刮板与链条始终在耐磨块上运行。该种方法能极大的增加中部槽的强度，但是由于焊接应力大，易发生变形。

2、底板的耐磨处理  中部槽的底板能保证中部槽完成推移、拉架及支承采煤机工作所需要的强度，同样是中部槽重要的部件，在中板经过耐磨处理以后，底板就成为输送机磨损失效最快的薄弱之处。如对底板进行耐磨处理，可以进一步提高中部槽的使用寿命。但是，由于中部槽的结构限制，中底板平行距离有限，难以按中板工艺对底板进行处理。但是，在实践中发现底板的损坏往往在两端口开始并逐渐严重起来，最终导致底板整体磨损，进一步分析认为这是由于中部槽之间通过哑铃销轴联接，这种结构使中部槽在工作时可以在水平或垂直方向有一定的偏转角，便于工作面的推进而实现蛇形自移不需拆卸。  这种连接方式也造成中部槽铺设使用时，做不到完全平直，使接口处缝隙加大或处于凹凸状态，造成端口处局部磨损严重。因此，我们在底板两端200mm长度内的链道处进行耐磨处理，堆焊宽50mm、长10mm、厚2mm的耐磨层，有效增强底板的耐磨能力。     

3、铲板槽帮耐磨处理      铲板槽帮、挡板槽帮是输送机中部槽的主体，要占整机总重的70%左右，在结构上由整体铸造而成，性能优，但是价格昂贵。其中铲板槽帮是采煤机翘板滑靴工作的滑动部位，上表面的磨损使采煤机导向行走滑靴倾斜。为此，在铲板槽帮的上表面每间隔60--80mm距离进行厚2mm的八字纹耐磨处理，减少其表面的直接磨损，有效提高了铲板槽帮的寿命，而且耐磨焊缝经过磨合后，表面非常光洁，采煤机滑靴在焊缝上滑行，减小接触面积，还可以降低采煤机运行阻力。      

4、耐磨焊条的选用       通过多次试验我们选用D212焊条对输送机中部槽进行耐磨处理，实践证实效果很好。该型焊条焊接工艺性能良好，电弧稳定，飞溅少，焊缝成形美观、脱渣性好、可交、直流两用，焊前不需预热焊

后不需热处理，使用方便，成本低廉。该焊条焊接后，有时会在焊缝表面出现少许裂纹，但是经过使用证实，并不影响使用效果，使用中不会出现焊缝撕裂的现象。另外，焊接时相应加大焊接电流，对控制裂纹出现有很好的效果。D212焊缝表面硬度在HRC50左右，与中部槽不补焊处硬度基本相匹配，有利于控制刮板及链条的磨损。      

5、焊接工艺的实施      
5.1、引弧。碳棒在距离粉块端头3--5毫米处的母材上引弧，之后将碳棒立即引至粉块边缘，使碳弧笼罩基本三分之一，笼罩粉块三分之一的位置，然后横向摆动，开始起焊。      
5.2、碳弧摆动方法、幅度、速度、收弧。  起焊后，碳弧沿粉块横向摆动，一般采用2种方法，方形摆动与锯齿摆动。采用锯齿摆动，好于方形摆动，锯齿摆动体积熔化小，稀释率降低，这种方法可以进行较合适的快速摆动，保证焊层的设计性能。堆焊粉块时，摆幅与粉块宽度要一致，以保证焊层质量。堆焊速度也是堆焊质量的关键，要熟练掌握横摆焊速和前进焊速，这两种速度必须协调一致。太快会造成与基体结合不牢，焊层表面有渣坑，太慢基体熔化多，焊层稀软率增高，表面出现黑皮和皱褶。收弧和起焊一样重要，焊层两端均需平滑过渡，收弧时不可过早，待粉块熔尽，也不可太晚，免得收弧处弧坑太深。通常是待粉块熔尽时立即将碳弧拉长，利用碳弧的低温区给熔池加以整形，使之焊层与基体间过渡平滑。      

6、参考文献  
【1】  邵荷生，张青等，金属的磨粒磨损与耐磨材料，北京，机械工业出版社，1987  

【2】  张文钺，焊接物理冶金，天津，天津大学出版社，1991
【3】  周振丰，张文钺，焊接冶金与金属焊接性，北京，机械工业出版社，1988  
【4】  曲靖信，汪鸿宏，表面工程手册，化学工业出版社，1998
【5】  潘春旭等，耐磨堆焊层显微组织特征及其与耐磨性关系的研究，兵器材料科学与工程，2000（2）:8 ~ 17  
【6】 段福长，耐磨合金堆焊焊条研究，株洲工学院学报，1999（2）：26 ~ 28  
【7】实用焊接技术手册，李亚江等主编，河北科学技术出版社，2002年9月第一版