采煤機搖臂殼體耐磨層焊接工藝論文

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1耐磨層焊接工藝及存在的問題

（1）工藝方案

搖臂殼體已精加工完畢，殼體的壁厚僅為70mm。如果直接在煤壁側殼體上堆焊耐磨層，因焊接面積太大，焊接熱量和應力釋放將使搖臂殼體各軸承孔變形，因此決定在搖臂裝配后進行焊接，以控制焊接變形，并采用耐磨板塞焊的工藝進行處理。具體工藝：用一塊厚10mm材料為16Mn的鋼板，按圖紙要求將軸孔和外形尺寸切割好，各軸孔單邊留10mm間隙，并將塞焊的孔鉆好，板上按要求堆焊耐磨層，然后在裝配好的搖臂殼體上進行塞焊，同時在耐磨層鋼板的周邊進行焊接，并在加工好的軸孔周邊進行點焊。此工藝雖然避開了搖臂因加工后進行大量焊接而引起的變形，但是卻存在很多問題。

（2）焊接后存在的問題

裝配好的搖臂在焊接耐磨板時，由于耐磨板的翹曲變形，導致耐磨板和煤壁側大平面不能貼合無法焊接。以至于在焊接時，對耐磨板翹曲部分進行不斷的敲擊使焊接部位貼合，工作量大而且很難保證焊接的質量，同時由于不斷的敲擊沖力，對搖臂裝配精度也有很大的影響，再加之在點焊軸孔端周邊時，雖然焊接量比較少，但是對搖臂軸孔端的軸承影響很大，更容易誘導軸承在加載時的噪音和抱死燒毀的發生，而且點焊和塞焊的效果在實際的使用過程中效果并不好，因為在截割煤的生產過程中，大量原煤的沖擊和摩擦，導致點焊部位和塞焊部位過早開裂，使耐磨板剝落，防護時間有限。

2改進后的工藝方案

由于用戶要求在后續的搖臂生產中新增焊接耐磨層，因此決定對耐磨層的焊接工藝進行改進，避免在精加工后焊接耐磨層。精加工后焊接耐磨層不但在實施和使用過程中都存在諸多問題，同時也與一般加工工藝理論相背離，因此要求將耐磨層的焊接放在精加工之前完成。

（1）耐磨層焊條性能及要求

DELCROME90為高鉻鑄鐵合金堆焊材料，由于碳含量和合金元素高，具有鐵基合金中最優良的耐磨性，堆焊層不宜進行切削加工。注意事項：①堆焊前焊條須經250℃左右烘焙1h；②可不予熱施焊，但堆焊層會出現橫向裂紋，用預熱540℃和焊后緩冷措施可使焊層橫向裂紋縮小到最小程度；③對于較大剛性的高碳鋼和合金鋼工件堆焊宜采用一定的預熱和焊后去應力熱處理。

（2）搖臂殼體的加工工藝流程及分析

搖臂殼體的加工工藝流程：劃線－粗加工－焊水道蓋板－去應力熱處理－半精加工－精加工。如果放在半精加工后焊接，會因焊接殼體壁厚太薄（70mm）而變形，同時焊接后的應力釋放又會引起精加工后軸孔的變形，因此放在半精加工之后不合理。同時從焊接耐磨層的焊條DELCROME90的性能和要求可以看出，耐磨層焊接的應力集中及熱變形非常大，焊接后應進行去應力退火，這和搖臂的加工工藝流程中焊接水道后進行去應力熱處理相吻合，因此將耐磨層的焊接添加到粗加工后的焊接水道蓋板工序，是最合理的。但是搖臂煤壁側大平面作為軸孔的加工測量基準及A、B面加工的安裝基準如圖2所示，如果按圖紙設計要求焊接耐磨層，焊接后搖臂殼體在半精加工和精加工時，就失去了測量和安裝基準，如果做其它的輔助基準也將給測量帶來很大困難且不準確，因此需要對粗加工后的耐磨層焊接工藝進行探索和研究。

（3）工藝方案的制定

從上述的工藝分析可以看出，耐磨層焊接放在粗加工后的問題主要有2個方面：側面加工基準和軸孔測量基準。首先對于側面加工基準的解決，結合搖臂殼體加工圖紙和焊接耐磨層的尺寸要求進行計算對比，發現搖臂在焊接耐磨層后，端面兩端還有100mm和80mm寬的平面，即C、D面可以作為側面A、B面加工基準，其次是軸孔的測量基準，考慮到測量基準的統一性，因此考慮在焊接時沿中心線留出40mm寬的平面做為軸孔的測量基準，同時根據現場的使用情況進行分析，留出的40mm寬平面，并不影響耐磨層的防護功效，因此，評定此方案可行。

3工藝方案的優化

為了保證焊接耐磨層尺寸準確及外形美觀，制作了如圖3所示的劃線樣板，在一個5mm厚的鋼板上，按焊接耐磨層的尺寸進行切割，各孔邊留出5mm的間隙，并將不需要加工的部位留出來，焊接前按樣板進行劃線，按劃線范圍進行焊接，保證了焊接質量，同時也給加工帶來了便利，避免了因焊接超過加工尺寸，加工時損傷刀具。

4改進后的效果

經過工藝改進，耐磨層焊接質量得到了保證，避免了大量的人力物力浪費，提高了搖臂的生產率，在煤礦生產使用過程中效果良好。

作者:安學玲 單位:天地科技股份有限公司