采煤機(jī)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(cè)殼體上堆焊耐磨層，因焊接面積太大，焊接熱量和應(yīng)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(jìn)行焊接，以控制焊接變形，并采用耐磨板塞焊的工藝進(jìn)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(jìn)行塞焊，同時在耐磨層鋼板的周邊進(jìn)行焊接，并在加工好的軸孔周邊進(jìn)行點(diǎn)焊。此工藝雖然避開了搖臂因加工后進(jìn)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(dǎo)致耐磨板和煤壁側(cè)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(jìn)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(zhì)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(diǎn)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(dǎo)軸承在加載時的噪音和抱死燒毀的發(fā)生，而且點(diǎn)焊和塞焊的效果在實(shí)際的使用過程中效果并不好，因為在截割煤的生產(chǎn)過程中，大量原煤的沖擊和摩擦，導(dǎo)致點(diǎn)焊部位和塞焊部位過早開裂，使耐磨板剝落，防護(hù)時間有限。

2改進(jìn)后的工藝方案

由于用戶要求在后續(xù)的搖臂生產(chǎn)中新增焊接耐磨層，因此決定對耐磨層的焊接工藝進(jìn)行改進(jìn)，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(shí)施和使用過程中都存在諸多問題，同時也與一般加工工藝?yán)碚撓啾畴x，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(yōu)良的耐磨性，堆焊層不宜進(jìn)行切削加工。注意事項：①堆焊前焊條須經(jīng)250℃左右烘焙1h；②可不予熱施焊，但堆焊層會出現(xiàn)橫向裂紋，用預(yù)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(yù)熱和焊后去應(yīng)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(yīng)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?。?0mm）而變形，同時焊接后的應(yīng)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(yīng)力集中及熱變形非常大，焊接后應(yīng)進(jìn)行去應(yīng)力退火，這和搖臂的加工工藝流程中焊接水道后進(jìn)行去應(yīng)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(cè)大平面作為軸孔的加工測量基準(zhǔn)及A、B面加工的安裝基準(zhǔn)如圖2所示，如果按圖紙設(shè)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(zhǔn)，如果做其它的輔助基準(zhǔn)也將給測量帶來很大困難且不準(zhǔn)確，因此需要對粗加工后的耐磨層焊接工藝進(jìn)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(cè)面加工基準(zhǔn)和軸孔測量基準(zhǔn)。首先對于側(cè)面加工基準(zhǔn)的解決，結(jié)合搖臂殼體加工圖紙和焊接耐磨層的尺寸要求進(jìn)行計算對比，發(fā)現(xiàn)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(cè)面A、B面加工基準(zhǔn)，其次是軸孔的測量基準(zhǔn)，考慮到測量基準(zhǔn)的統(tǒng)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(zhǔn)，同時根據(jù)現(xiàn)場的使用情況進(jìn)行分析，留出的40mm寬平面，并不影響耐磨層的防護(hù)功效，因此，評定此方案可行。

3工藝方案的優(yōu)化

為了保證焊接耐磨層尺寸準(zhǔn)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(jìn)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(jìn)行劃線，按劃線范圍進(jìn)行焊接，保證了焊接質(zhì)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(jìn)后的效果

經(jīng)過工藝改進(jìn)，耐磨層焊接質(zhì)量得到了保證，避免了大量的人力物力浪費(fèi)，提高了搖臂的生產(chǎn)率，在煤礦生產(chǎn)使用過程中效果良好。

作者:安學(xué)玲 單位:天地科技股份有限公司