浅谈连采机铲板底部加强板的修复工艺

引言

JoY连采机铲板在连采机设备中也被称为装载机构。在连采机大修时,经常检测到铲板底部磨损严重,如不及时进行修复,不仅无法保证铲板的动平衡,还会影响连采机工作时的装载能力,为此本文制定了合理的焊接修复工艺,修复后的铲板经过一个采煤工作面的运行,证明了其修复效果良好。

1铲板工作原理及磨损部位的确定

连续采煤机采用三星爪圆盘式装载机构,也可称为星轮装载机构,它由驱动圆盘和安装在驱动圆盘上的星轮装载臂组成。圆盘由减速器的大圆锥齿轮驱动,左右圆盘旋转方向相反,左侧顺时针旋转,右侧逆时针旋转,物料由装煤铲板前端绕外侧落入输送机刮板。这种装置装载能力强,效率高。在连采机大修时,将拆解的连采机部件全部进行喷砂处理,然后由检测人员进行检测,发现底部磨损严重,如图1所示。

图1连采机铲板磨损部位

2铲板磨损部位材料、加强板材料分析

2.1磨损部位材质的化学成分及力学性能

经过光谱分析仪检测,磨损部位材质为55siMnVB弹簧钢,其化学成分如表1所示。

55siMnVB弹簧钢的力学性能:

屈服强度as≥1225MPa:抗拉强度ab≥1372MPa:伸长率810≥5%:断面收缩率w≥30%:硬度(热轧）≤HB321。

2.2加强板材料的化学成分及力学性能

加强板材料选用Q345钢,其化学成分如表2所示。

Q345钢的力学性能:抗拉强度470～630MPa:屈服强度≥345MPa:伸长率>17%。

2.3焊接材料及焊接设备的选择

根据上述分析,计算两种材质的碳当量分别为:磨损底板55siMnVB弹簧钢的CE=0.88,加强板Q345钢的CE=0.64。

根据低合金钢及异种钢焊接时的选材原则,选用E71T-1焊丝、C02气体保护焊焊接方法即可。

E71T-1焊丝化学成分及力学性能如表3所示。

E71T-1焊丝力学性能:屈服强度558MPa:抗拉强度472MPa:硬度测试值:淬硬层HRC40,基体HRC50。

焊接设备采用松下YD-350GR3型全数字C02/MAG多功能焊机,其具有稳定的焊接电流和电弧电压。焊接过程中飞溅小,可形成小颗粒状,熔滴过渡焊缝成形良好。

3焊接工艺

（1）气割磨损部位,先将磨损部位气割切除,气割时采用中性焰,对气割部位进行打磨,打磨至露出金属光泽。

（2）根据割开后的尺寸,将尺寸相同的12mm厚度的Q345钢点固在原位置上。图2为气割后点固完好的底部加强板。

图2气割后点固完好的底部加强板

(3）按照原位置点固,点固好后进行焊接,焊接时采用小的工艺参数按照单面焊双面成型工艺进行焊接。焊接工艺参数如表4所示。

(4）在修复后的底板上再加固一层加强板,以延长底部的磨损寿命,延长设备的使用周期。

(5）加强板采用中间开有150mm×20mm的长孔进行塞焊,共有3个塞焊部位,塞焊后加强板与铲板底部融为一体,起到加强和耐磨的作用。

（6）焊前预热。预热是防止热影响区产生裂纹的有效措施,预热温度的确定要考虑到母材的化学性能、材料的焊接性、钢板的厚度、焊缝的长度和焊缝位置。预热温度控制在150～200℃室温低于-5℃时需预热）,由于结构件较厚采用局部预热措施,需要用表面测温仪测量温度。如果停止焊接,再焊接时仍需要重新预热。

（7）控制层间温度。合理控制层间温度是防止焊接产生冷裂纹的关键,也是获得优良焊接接头的必要条件之一。结合实际生产情况,严格控制层间温度在100～150℃。

（8）焊接完毕,对焊缝及焊缝周围用角磨机进行打磨,直至外观光滑平整。图3为修复后的铲板底部加强板。

图3修复完成的铲板底部加强板

4结语

本文采用上述焊接修复工艺方法,目前已修复近百余台连采机,经过在井下工作面的长期使用,证明修复效果良好。