呼林云

摘 要：在國家能源集團神東礦區(qū)久益連采機機組主機架耐磨板磨損很嚴重，更換成本較高。本文介紹了一種通過再修復過程提高連采機主機磨損板壽命的修復方法。

關鍵詞：主機架;焊接材料;預熱;焊接;應力

JOY連采機是煤炭開采的主要設備。一臺12CM15型JM6454連采機在維修中心進行大修工作。檢查后發(fā)現(xiàn)主機架耐磨板部位磨損達2/3，需要進行修復更換。由于磨煤板分布不均，在主機架14和15型連采機的耐磨板分布不同，15型連采機主機架的磨損非常嚴重，可以用直接氣割掉更換。14型的主機架的每個塞焊有長度為200mm的三段。當需要氣割掉時，首先必須切斷塞焊部位，使氣割時間更長，氣割氣體消耗更大，勞動力更高，并在現(xiàn)場分析后建立可行的修復方案。

一、連采機慨況

1.連續(xù)采煤機發(fā)展現(xiàn)狀。其開采技術創(chuàng)立于1960年代，經過幾十年的不斷改進和創(chuàng)新，已成為煤礦開采機械化過程中廣泛使用的技術。美國是第一個采用短壁技術的國家。1980年代，美國近70%的煤炭開采是以短壁開采技術為基礎的。由于效率和靈活性，連采機在許多國家得到廣泛應用。還在我國推廣和普及了連采機的使用

2.應用前景。我國雖然煤炭含量高，但在建筑物、道路和湖泊下面開采大量煤炭資源，特別是高質量煤炭資源是非常困難的。停止開采這些地區(qū)的煤炭資源將不可避免地導致這些資源的大量浪費，從長遠來看，不利于這些城市和地區(qū)的健康發(fā)展。與此同時，井下的一些復雜地形條件也使長壁煤機能夠在井下作業(yè)。很難有效利用自己的優(yōu)勢特別是對于一些夾層和斷層煤炭資源來說，沒有辦法做到這一點。長壁開采的弊端導致我國煤炭資源大量浪費，煤炭資源開采大幅度減少。

3.我國連續(xù)采煤機的利弊。在美國，許多采礦和煤礦傾向于大規(guī)模連續(xù)采煤機開采，盡管成本低，但具有巨大的經濟效益。首先，連采設備很難下井生產，設備之所以強大，是因為配套設備很多，導致設備整體規(guī)模和體積大，不能很好地下井;第二，由于道路清理和早期清理的要求很高，我國的許多礦井難以滿足這些要求，使礦山的連采設備難以操作;第三，由于中外技術標準差距較大，進口連采設備難以達到相關國家技術標準;最后，后續(xù)的維修和保養(yǎng)非常困難由于回收設備是從國外進口的大量設備，因此沒有當?shù)貍浼?，而且在設備出現(xiàn)故障或問題時很難獲得有效的維修和保養(yǎng)。

二、耐磨板的損壞分析及確定

連采機主機架上有6塊耐磨板，其中3塊是對稱的。由于礦山環(huán)境和地質結構，在工作面連續(xù)維修煤機時，發(fā)現(xiàn)耐磨板使用量很大，主要原因是耐磨板和履帶在工作過程中一直處于工作狀態(tài)，并且井下工作面特殊的環(huán)境地質條件導致設備維修時耐磨板嚴重磨損。

三、材料分析及焊接材料選擇

1.材料分析。對久益連采機主機組耐磨板的化學成分和力學性能進行分析，確定了耐磨板材料ABRAZO500。機械性能的理論硬度為500BH，保證最小值為477BH。材料由淬火或淬火加回火提供。強度屈服1400N/mm2，拉伸強度1500N/mm2，拉伸強度14，以碳當量Ce=C+Mn/6+（Cr+MO+V）/5+（Ni+Cu）/15計算，Ce=0.595%，ω（CE）=0.40%至0.60%時，鋼的硬化和冷裂紋趨勢增加，應預熱并控制性能分析表明，該材料是低合金鋼。由于這些鋼含有一定數(shù)量的合金元素和微合金元素，如果焊接工藝為n，則還存在焊接熱影響區(qū)減弱、熱變形脆化和焊接裂紋（氫引起的裂紋、熱裂紋、再熱裂紋、層狀裂紋）的風險只有掌握焊接特點和規(guī)律，才能正確選擇材料，發(fā)展正確的焊接工藝，保證焊接質量。

2.選擇焊接材料。連采機耐磨板采用合金強度低的鋼，對氫引起的裂紋非常敏感。為了使焊接金屬的強度、塑性和耐久性符合技術要求，還必須考慮到焊接生產的抗裂性和有效性。此外，為了使焊接接頭具有與基本材料相同的抗沖擊能力，在選擇焊接材料時應優(yōu)先考慮高強度焊接材料，并采用適當?shù)暮附庸に?，以確保焊接金屬和熱影響區(qū)域的良好沖擊性能。由于焊接材料不同于基本材料，因此根據(jù)異種鋼焊接的弱匹配原理選擇了焊絲E501T-1。采用了一種新的熔膠焊接方法來達到預期效果。底層使用E501T-1，最后一層使用WD-2BD350。E501T-1是一種二氧化鈦防護氣體芯焊絲。焊接工藝優(yōu)良，電弧焊穩(wěn)定，焊接美觀，焊接效率高，分散氫含量為5ml/100g。在低合金鋼的焊接中取得了一定的效果。使用壽命可從30%延長到80%，具體取決于使用領域。有意義的成果，廣泛的應用和良好的成果。

四、焊接工藝及控制要點

1.選擇焊接方法。當電流非常低時，手動電弧焊接不能熔化。當電流較大時，焊縫周圍的熱區(qū)會增大，從而影響整個零件的變形。CO2氣體保護焊縫具有以下特點：熱濃度、熔膠效率、稀釋率低、焊縫變形小、抗裂性好等。設備配備KRII-350型焊機。

2.焊接修復方法。（1）焊接前的準備：①清洗、研磨、生銹、油料，用切割槍加熱和燒耐磨板，然后用角磨磨，使其在金屬中發(fā)亮。②根據(jù)檢測到的磨損標記要修理的零件，最常用的零件應先焊接，然后逐步進行焊接和找平。（2）預熱：焊接前預熱可降低焊接后的冷卻速度，避免織物硬化，降低收縮率這是防止裂紋并改善接頭結構和效能的有效措施。這是焊接低合金鋼的常用方法。本文采用耐磨板補焊部分及用割槍地區(qū)預熱，采用中性火焰，預熱溫度為100～150 c，局部加熱時預熱范圍不得小于兩側焊接件厚度的三倍，并且控制不得小于100mm。（3）層間線能量控制：可以看到主機架耐磨板材料Ce=0.595%，因為當碳當量為焊接一般為0.6%≥Ce≥0.4%，層間的溫度高于預熱溫度，對于強度較高的低合金結構鋼，淬硬傾向增加，需要選擇較大的層間線能量，但線性能量不應過大，以免增加粗晶區(qū)的脆化傾向。如果采用預熱來避免裂紋，可以采用小線能量焊接。較小的線能避免粗晶區(qū)脆化，降低焊接應力：①堆焊：首先使用多層多通道焊接平整磨損部位。②確定磨損量（尺寸）。氣割出塞焊孔下料在耐磨板上使用相同材料點固與焊接。（4）選擇焊接工藝參數(shù)和焊接參數(shù)。①焊接工藝參數(shù)見表1。②焊接。修復后耐磨板上有塞焊孔的加固板層可延長耐磨板的使用壽命和設備的使用壽命。由于耐磨板厚度為50mm，焊接后應檢查耐磨板的整體尺寸，并在尺寸一致時焊接最后一層。焊接時，應根據(jù)磨損程度進行焊接。替換焊接時，使用少量線性能量來減少焊接應力、細化顆粒、改善織物和提高抗沖擊能力。為了避免變形，必須進行成對焊接。最后一層使用耐磨的芯焊絲進行網焊。一旦焊接完畢，所有焊接都是均勻的，形成良好的形狀。焊道和焊道、焊道和主材料之間的過渡是平滑的，并消除了焊道和管嘴。所有焊縫必須無裂紋、熔膠不足等缺陷。使用角磨料對焊縫及其周圍進行拋光和光滑處理，以確保耐磨板厚度在焊接50mm。

采用補焊法對連采機主支座耐磨板進行焊接，節(jié)省氧氣和乙炔，降低操作人員工作強度，提高工作效率。已應用于入井并運行良好。

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