刮板机焊接中出现裂纹的原因及防治研究

发布时间: 2023-09-29 18:22:58

作者: 斯诺克在线直播

  CHINA VENTURE CAPITAL机械与工艺摘要：刮板机为采煤工作面及采煤巷道常用的一种运煤机械，在煤炭运送过程中起到了很重要的作用；与此同时，还能够为拉移液压支架作依托固定点，对工作面浮煤进行清理，并且还负责电缆、水管以及乳化液管道的放置等作业。 但是，在刮板机焊接过程中，会出现裂纹问题，显然会影响刮板机的质量。本课题在分析二氧化碳气体保护焊机焊接过程出现裂纹原因的基础上，进一步提出了相应的防治措施，以此为刮板机焊接质量的提高提供有效建议。关键词：刮板机 焊接 裂纹 防治措施刮板机焊接中出现裂纹的原因及防治研究文 / 冀中能源机械装备集团通方煤...

  CHINA VENTURE CAPITAL机械与工艺摘要：刮板机为采煤工作面及采煤巷道常用的一种运煤机械，在煤炭运送过程中起到了很重要的作用；与此同时，还能够为拉移液压支架作依托固定点，对工作面浮煤进行清理，并且还负责电缆、水管以及乳化液管道的放置等作业。 但是，在刮板机焊接过程中，会出现裂纹问题，显然会影响刮板机的质量。本课题在分析二氧化碳气体保护焊机焊接过程出现裂纹原因的基础上，进一步提出了相应的防治措施，以此为刮板机焊接质量的提高提供有效建议。关键词：刮板机 焊接 裂纹 防治措施刮板机焊接中出现裂纹的原因及防治研究文 / 冀中能源机械装备集团通方煤矿机械有限公司 申海风进入 21 世纪以来，在社会经济稳健发展的背景下，我国机械装备水平得到非常明显提高，对于刮板机来说，在煤矿生产作业中发挥了很重要的作用，从刮板机的构成部分来看，包括了：机头传动部、过渡槽、偏转槽、中部槽、电缆槽、刮板链以及紧链装置等等。但是，在实际焊接过程中，刮板机有可能会出现裂纹。为了更好的提高刮板机的质量及后续应用效果，鉴于此本课题针对“二氧化碳气体保护焊机焊接中出现裂纹的原因及防治” 进行研究具备一定的价值意义。1、刮板机焊接中出现裂纹的缘由分析1.1 刮板机焊接裂纹初步分析此次以二氧化碳气体保护焊机为例，属于矿山刮板输送机，并由诸多节中部槽连接形成， 包括： ①高锰钢端头与槽帮钢焊接；②支座与槽帮钢焊接；③中板与高锰钢端头和槽帮钢焊接；④焊接凸、凹连接板；⑤焊接加强板；⑥堆焊耐磨焊条。因为中部槽基于工作过程中受到了交变应力的作用， 在应力循环次数增加的情况下，出现裂纹，并在持续不断的发展过程中出现断裂的故障。通过观察、检查发现，裂纹是在焊接完成时形成的，并且在高锰钢端头与槽帮钢焊接位置、 中板与高锰钢端头和槽帮钢焊接位置更容易形成裂纹，并且通过判断存在氧化的色彩；因此，断定为热裂纹。1.2 刮板机焊接裂纹相关缘由分析对于上述提到的二氧化碳气体保护焊， 其中部槽的生产工艺流程为：首先，进行高锰钢和槽帮钢之间的阻焊，接着进行校正，进一步对支座和槽帮钢进行组焊；再则，对中板及凹凸连接板进行组焊，之后将耐磨条以及耐磨网焊接好之后，进行校正及检验。 根据刮板机焊接的真实的情况，下面对原材料、焊接材料以及焊接工艺三大潜在原因做多元化的分析：（1）原材料。 在刮板机焊接所用原材料中，高锰钢 ZGMn13的化学成分 C 为 0.90%-1.30%，Si 为 0.30%-0.80%，Mn 为 11.0%-14.0%，S0.05，P0.05； 槽帮钢 24Mn2K 的化学成分 C 为0.20%-0.27%，Si 为 0.17%-0.37%，Mn 为 1.30%-1.80%，S0.045，P0.05；中板 16M 的 n 化学成分 C 为 0.12%-0.18%，Si 为 0.20%-0.60%，Mn 为 1.20%-1.60%，S0.045，P0.05。由数据可知，在原材料当中，含 S 量＜0.05%，含 P 量＜0.05%，难以通过低熔点共晶的方式在晶界面上分布， 也难以使 Fe-FeS 易溶共晶形成；并且，基于晶界上的易熔共晶的局部也难以熔化，这样熔合线附近裂纹的产生几率便偏低。总之，原材料的各类致裂成分含量处于正常范围内。（2）上述提到的刮板机在焊接过程中，是应用手工电弧焊，使用了 A142 焊条，由哈尔滨金盾特种焊条材料试验厂所生产；其中，熔敷金属具备优良的工艺性，并且在抗裂效果上非常好，属于专门应用到高锰钢异种钢焊接的一种焊接材料， 所以在焊条选取上无问题。结合以上综合分析， 发现焊接工艺是导致刮板机焊接裂纹出现的根本原因，具体原因体现在：一方面，应用了交流焊机，在电弧上不够稳定，有可能会出现断弧的情况；并且焊接的电流比较大，可达到 150A，轻易造成熔深变大，并且在接头位置容易有各类缺陷发生，在应力分布上也不够均匀。 另一方面，在高锰钢端头与槽帮钢焊接位置、中板与高锰钢端头和槽帮钢焊接位置，因为焊接结构形状呈现“Z”字形焊接方向，并且在焊接顺序选取上不够合理，纵向和横向，即朝焊缝的方向和垂直焊缝的方向的应力存在叠加的情况，局部有比较大的焊接残余应力产生，焊接之后没有实施大大降低内应力的策略。 此外，当高锰钢端头和槽帮钢进行对接，在上表面和下表面均应用了单层单道焊，焊接热输入量偏高，并且在焊接顺序上不够标准，未能将应力分散。2、刮板机焊接裂纹防治措施分析在上述分析过程中，显而易见需对焊接过程中的应力状态加以改善，使焊接应力能够大大降低，并选取合理的焊接工艺参数及方法，从而使热裂纹的预防效果得到一定效果增强。 总结起来，具体防治措施如下：2.1 改进焊机焊接方式。 将焊机焊接改成直流焊机形式，在电流极性方面采取直流反接措施， 在焊条上仍旧应用 A142 焊条， 并且在焊前需将焊条烘干到 250℃， 接着进行保温，约60min；烘干之后，将焊条放置 100℃到 150℃的保温筒当中，以备使用；此外，有必要注意一下的是，需严格规定高锰钢和槽帮钢焊接的相关工艺参数。2.2 焊接中需重视的要点。 对于上表面和下表面，均应用多层多道焊，将焊接热输入量维持在＜20kJ/cm；焊完每一道之后，采取尖锤对焊缝区进行锤击，进一步实施下一道焊接。 需重视分段对称焊的选用，保证每段长维持在＜40mm，同时焊条偏向于高锰钢；此外，并且焊接顺序及及各项工艺参数。3、结语通过本课题的探究，认识到对于二氧化碳气体保护焊机焊接的热裂纹来说，其产生的根本原因是焊接工艺，因此有必要在明确裂纹出现的原因的基础上，改进焊接工艺，并注重焊接过程中的一些要点，采取多层多道焊，使用分段对称焊，并按照焊接顺序进行焊接作业，进一步使刮板机焊接裂纹的产生得到一定效果避免。参考文献：[1]崔海兵.SGZ764/630 刮板机机头架铆工装配工艺[J].机械工程与自动化,2014,(03):110-111.[2]张蕾,李晓鹏.刮板机推移横梁焊接变形的解决措施[J].科技与创新,2015,(17):110-111.[3]董曼淑.矿用焊接结构连接罩的时效处理研究及应用[J].焊接,2016,(12):61-63.[4]王立波.选煤厂刮板机常见故障及处理方法[J].煤炭工程,2016,(12):70-72.作者简介：申海风（1977-），男，河北邯郸人，大专，冀中能源机械装备集团通方煤矿机械有限公司，机械助理工程师，研究方向：刮板机焊接裂纹及防治。262万方数据