焊接工艺在刮板运输机链轮维修中的应用
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摘 要：刮板运输机是由很多部件组成的，每个部件的好坏都直接关系到整个运输机的正常使用。其中链轮是运输机中十分重要的部件，随着使用时间的增长，链轮会出现磨损、密封不好等问题，直接影响到井下的正常工作。为了能够保证工作的正常运行，需要定期对链轮进行维修。在维修工艺中焊接工艺是最为常用的技术。文章主要针对焊接工艺在链轮维修中的应用进行分析，希望能够给相关人士一定的借鉴，降低生产成本。
1 刮板运输机链轮组件修理
1.1 链轮组件分解检测
为了能够弄清楚链轮出现的问题，需要对那些返厂的链轮进行分解检测，按照安装的顺序对链轮组件进行拆解，并检查每个配件是否存在问题，特别是对那些密封件内的配件进行清洗并逐一检测。每检查好一个配件就放置到指定位置，并进行遮盖处理，避免进入灰尘，导致零件失灵。在众多配件中，有些配件是不可修复的，例如轴承等配件，一旦检测出轴承出现问题，不符合使用要求就需要更换新的产品。还有一些是可以修复的，例如链轮和轴等配件，如果检测不符合要求就需要进行人工修复。在检测链轮的时候如果出现了不可以修复的裂痕，或者一些影响使用的损伤等现象，那么就需要使用新的链轮。在更换链轮的时候需要注意的是左右两个链轮同时更换。针对链轮长期使用而产生的超限磨损，可以使用焊接工艺进行修复。
1.2 链轮组件链轮体轮齿的修理
1.2.1 堆焊焊条材料的选用
在新的链轮加工过程中其链窝处在进行精细加工后还需进行渗碳、表面淬火、低温回火，使其硬度会达到55HRC～60HRC，而在其出现损坏进行修复时，焊丝材料的选用上就不能再选与链轮硬度相匹配的，因为若是选用与之匹配的堆焊材料将不利于焊接之后的精加工，所以在保证修复后可放心投入使用的前提下，可选择牌号为A-450的堆焊焊丝，焊丝直径中1.6mm。此焊丝堆焊时电弧稳定，脱渣容易，适用于耐冲击，高度磨损的情况，用于单层或多层堆焊各种受磨损的机件表面的修补。
1.2.2 保护气体选用
为了避免焊接时出现问题应该选择合适的保护气体。通常情况下，为了降低生产成本，通常会使用二氧化碳气体。
1.2.3 焊接方法的选择
焊接工艺的效果和选择的焊接方法有直接关系，在实际焊接的过程中应该综合考虑各种因素选择最佳的焊接方法。
1.3 焊接工艺参数的选择
1.3.1 预热温度的选择
在使用焊接工艺进行修复的时候，应该选择正确的预热温度，这不仅能够提高焊接接头的性能，同时还能够降低焊缝的含氢量，进而提高焊接后的抗裂能力，这也是焊接工艺中十分重要的措施。最佳的焊接预热温度是二十摄氏度，最好是在焊接之后这个温度还能够保持一定的时间，这也能够提高氢的逸出能力。在大多数情况下，钢的马氏体温度超过了二百六十摄氏度，预热的温度就应该超过这个温度。在具体修复的过程中我们可以使用电阻炉对链轮进行加热到要求的预热温度，对于工作环境的温度最好是超出十五摄氏度，同时采取防风措施。
1.3.2 焊接电流、焊接电压及气体流量的选择
针对链轮磨损位置的焊接，应该考虑焊接的电流、电压以及气流流量等方面，因为这些因素直接关系到整个焊接过程中稀释率的大小。所谓稀释率指的就是在焊接过程中金属相互溶解时金属被稀释的程度，一般都用整个熔化面积在整个熔池面积中占的百分比表示。金属稀释率的大小和稀释金属的成分以及整个焊接金属的性能具有十分大的关系。过度增加的稀释率不仅会增加金属中合金元素的比率减少，而且还会使得整个金属层的性能变弱，消耗量也会增加。一般来说，金属层中都含有很多的合金元素，这些元素在焊接的作用小在表面形成组织，为了减少合金的损耗应该尽量降低稀释率。通过适当的调整整个焊接工艺的参数，在一定程度上减少金属层的稀释率。在对链轮焊接的过程中，会因为链窝位置的磨损过大，需要在焊接多次之后留出足够的量来满足后期的精加工，使用多层焊接能够有效地降低金属层的稀释率，通过实践证明焊接三层之后的性能更加稳定。所以说在实际的生产过程中应该在满足生产效率的前提下掌握好稀释率的比例。
1.3.3 层间温度的控制
为了进一步提高焊接工艺的效果，应该做好控制层间温度工作。所谓层间温度指的是焊缝在下一道焊接工序之前达到的瞬时温度。通常情况下，层间温度应该高于预热温度，一旦低于预热温度在后期冷却的过程中会产生裂纹。但是如果层间温度泰国就会使得焊接强度过低，链轮的韧性不强。所以说，控制好层间温度很重要，在低于预热温度的时候就需要重新进行预热。在焊接的过程中，在第一道焊接的时候温度应该在三百摄氏度左右，在后面的焊接过程中应该控制好温度，注意的是下一道焊层和上一道焊层之间应该重叠二分之一或三分之一。在焊接的时候，一旦发现温度低于二百八十摄氏度就需要立即停止焊接并加热温度，在达到预热温度之后再进行焊接。
1.3.4 焊后热处理
在焊接之后要进行热处理工艺，具体指的是在焊接加热到一定温度之后，温度保持一定时间，在慢慢冷却之后能够有效地改善焊接接头的组织和性能，同时还能够消除链轮的残存应力。热处理工艺是焊接工艺中十分重要的部分，其主要包括加热、保温，冷却三个部分，这三个部分能够相互连接。在冷却的过程中可能会产生一定的裂纹，为了避免裂纹的出现应该迅速加热并保持温度长达一小时，增强链轮的韧性，再慢慢地进行冷却达到室温。在修复的过程中，链轮焊接完成之后放入到电阻炉中加热到三百五十摄氏度，并保持此温度达到一小时并缓慢冷却。
1.3.5 探伤
在焊接完成之后，金属层的表面温度慢慢冷却之后，可以使用探伤的方法对金属层表面进行检测，查看是否存在裂纹，一旦存在就需要对裂纹位置进行重新清理，需严格按照焊接工艺进行重新焊接。
2 堆焊工艺
链轮体在补焊修复前首先要将链轮体上附着的煤泥清理干净，除去焊接部位的表面油渍及锈蚀物，并将轮齿疲劳面铲除掉。施工时，将链轮体组装的配合面做遮挡保护，以防止焊接时焊渣飞溅损伤配合面。J506焊条过渡层的焊接，补焊链轮体前应对链轮体进行200℃至300℃的预热处理，J506焊条焊前在烘干箱内烘至350℃恒温1小时，电焊机采用直流反接即链轮体接负极，当采用4.0规格焊条时焊接电流应控制在150A至190A之间。J506焊条焊接时应平整均匀不易过厚，一般厚度在3mm以内。
FW4102焊条堆焊，堆焊前应将过渡层药渣清理干净，如链轮体温度过底应重新进行预热处理，预热温度应在200℃至300℃之间。焊前应对FW4102焊条进行260℃至300℃的烘焙，烘焙时间为1小时。FW4102焊条堆焊时可采用交流焊接，空载电压（引弧前电压）不得低于70V。当采用4.0规格焊条时焊接电流应控制在140A至180A之间。堆焊应采用窄焊道，每焊一层后应趁红热时用锤反复击打，堆焊完毕后应控制好冷却速度，以减小堆焊裂缝的产生倾向。必要时应采取加盖石绵被或埋进石灰坑的方法来控制冷却速度；尤期在冬季焊接时更为重要。堆焊后，链轮体轮齿的表面硬度应在50～55HRC之间。
3 链轮齿形修理
堆焊修补后的链轮体轮齿要根据设计图纸要求对链轮窝进行修理加工，采用铣床与角磨机人工打磨相结合的方法，在齿形修理过程中由于堆焊金属硬度大且外形不规则，所以切削速度与进给量不能太大。一般在转速n=20-25r/min，进给量f=0.1mm/r条件下进行切削。
参考文献
[1]宇永福.金属材料焊接[M].北京：机械工业出版社，1994（3）.