采煤机摇臂壳体耐磨层焊接工艺论文

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1耐磨层焊接工艺及存在的问题

（1）工艺方案

摇臂壳体已精加工完毕，壳体的壁厚仅为70mm。如果直接在煤壁侧壳体上堆焊耐磨层，因焊接面积太大，焊接热量和应力释放将使摇臂壳体各轴承孔变形，因此决定在摇臂装配后进行焊接，以控制焊接变形，并采用耐磨板塞焊的工艺进行处理。具体工艺：用一块厚10mm材料为16Mn的钢板，按图纸要求将轴孔和外形尺寸切割好，各轴孔单边留10mm间隙，并将塞焊的孔钻好，板上按要求堆焊耐磨层，然后在装配好的摇臂壳体上进行塞焊，同时在耐磨层钢板的周边进行焊接，并在加工好的轴孔周边进行点焊。此工艺虽然避开了摇臂因加工后进行大量焊接而引起的变形，但是却存在很多问题。

（2）焊接后存在的问题

装配好的摇臂在焊接耐磨板时，由于耐磨板的翘曲变形，导致耐磨板和煤壁侧大平面不能贴合无法焊接。以至于在焊接时，对耐磨板翘曲部分进行不断的敲击使焊接部位贴合，工作量大而且很难保证焊接的质量，同时由于不断的敲击冲力，对摇臂装配精度也有很大的影响，再加之在点焊轴孔端周边时，虽然焊接量比较少，但是对摇臂轴孔端的轴承影响很大，更容易诱导轴承在加载时的噪音和抱死烧毁的发生，而且点焊和塞焊的效果在实际的使用过程中效果并不好，因为在截割煤的生产过程中，大量原煤的冲击和摩擦，导致点焊部位和塞焊部位过早开裂，使耐磨板剥落，防护时间有限。

2改进后的工艺方案

由于用户要求在后续的摇臂生产中新增焊接耐磨层，因此决定对耐磨层的焊接工艺进行改进，避免在精加工后焊接耐磨层。精加工后焊接耐磨层不但在实施和使用过程中都存在诸多问题，同时也与一般加工工艺理论相背离，因此要求将耐磨层的焊接放在精加工之前完成。

（1）耐磨层焊条性能及要求

DELCROME90为高铬铸铁合金堆焊材料，由于碳含量和合金元素高，具有铁基合金中最优良的耐磨性，堆焊层不宜进行切削加工。注意事项：①堆焊前焊条须经250℃左右烘焙1h；②可不予热施焊，但堆焊层会出现横向裂纹，用预热540℃和焊后缓冷措施可使焊层横向裂纹缩小到最小程度；③对于较大刚性的高碳钢和合金钢工件堆焊宜采用一定的预热和焊后去应力热处理。

（2）摇臂壳体的加工工艺流程及分析

摇臂壳体的加工工艺流程：划线－粗加工－焊水道盖板－去应力热处理－半精加工－精加工。如果放在半精加工后焊接，会因焊接壳体壁厚太薄（70mm）而变形，同时焊接后的应力释放又会引起精加工后轴孔的变形，因此放在半精加工之后不合理。同时从焊接耐磨层的焊条DELCROME90的性能和要求可以看出，耐磨层焊接的应力集中及热变形非常大，焊接后应进行去应力退火，这和摇臂的加工工艺流程中焊接水道后进行去应力热处理相吻合，因此将耐磨层的焊接添加到粗加工后的焊接水道盖板工序，是最合理的。但是摇臂煤壁侧大平面作为轴孔的加工测量基准及A、B面加工的安装基准如图2所示，如果按图纸设计要求焊接耐磨层，焊接后摇臂壳体在半精加工和精加工时，就失去了测量和安装基准，如果做其它的辅助基准也将给测量带来很大困难且不准确，因此需要对粗加工后的耐磨层焊接工艺进行探索和研究。

（3）工艺方案的制定

从上述的工艺分析可以看出，耐磨层焊接放在粗加工后的问题主要有2个方面：侧面加工基准和轴孔测量基准。首先对于侧面加工基准的解决，结合摇臂壳体加工图纸和焊接耐磨层的尺寸要求进行计算对比，发现摇臂在焊接耐磨层后，端面两端还有100mm和80mm宽的平面，即C、D面可以作为侧面A、B面加工基准，其次是轴孔的测量基准，考虑到测量基准的统一性，因此考虑在焊接时沿中心线留出40mm宽的平面做为轴孔的测量基准，同时根据现场的使用情况进行分析，留出的40mm宽平面，并不影响耐磨层的防护功效，因此，评定此方案可行。

3工艺方案的优化

为了保证焊接耐磨层尺寸准确及外形美观，制作了如图3所示的划线样板，在一个5mm厚的钢板上，按焊接耐磨层的尺寸进行切割，各孔边留出5mm的间隙，并将不需要加工的部位留出来，焊接前按样板进行划线，按划线范围进行焊接，保证了焊接质量，同时也给加工带来了便利，避免了因焊接超过加工尺寸，加工时损伤刀具。

4改进后的效果

经过工艺改进，耐磨层焊接质量得到了保证，避免了大量的人力物力浪费，提高了摇臂的生产率，在煤矿生产使用过程中效果良好。

作者:安学玲 单位:天地科技股份有限公司