浅谈连采机主机架耐磨板磨损修复工艺

呼林云

摘 要：在国家能源集团神东矿区久益连采机机组主机架耐磨板磨损很严重，更换成本较高。本文介绍了一种通过再修复过程提高连采机主机磨损板寿命的修复方法。

关键词：主机架;焊接材料;预热;焊接;应力

JOY连采机是煤炭开采的主要设备。一台12CM15型JM6454连采机在维修中心进行大修工作。检查后发现主机架耐磨板部位磨损达2/3，需要进行修复更换。由于磨煤板分布不均，在主机架14和15型连采机的耐磨板分布不同，15型连采机主机架的磨损非常严重，可以用直接气割掉更换。14型的主机架的每个塞焊有长度为200mm的三段。当需要气割掉时，首先必须切断塞焊部位，使气割时间更长，气割气体消耗更大，劳动力更高，并在现场分析后建立可行的修复方案。

一、连采机慨况

1.连续采煤机发展现状。其开采技术创立于1960年代，经过几十年的不断改进和创新，已成为煤矿开采机械化过程中广泛使用的技术。美国是第一个采用短壁技术的国家。1980年代，美国近70%的煤炭开采是以短壁开采技术为基础的。由于效率和灵活性，连采机在许多国家得到广泛应用。还在我国推广和普及了连采机的使用

2.应用前景。我国虽然煤炭含量高，但在建筑物、道路和湖泊下面开采大量煤炭资源，特别是高质量煤炭资源是非常困难的。停止开采这些地区的煤炭资源将不可避免地导致这些资源的大量浪费，从长远来看，不利于这些城市和地区的健康发展。与此同时，井下的一些复杂地形条件也使长壁煤机能够在井下作业。很难有效利用自己的优势特别是对于一些夹层和断层煤炭资源来说，没有办法做到这一点。长壁开采的弊端导致我国煤炭资源大量浪费，煤炭资源开采大幅度减少。

3.我国连续采煤机的利弊。在美国，许多采矿和煤矿倾向于大规模连续采煤机开采，尽管成本低，但具有巨大的经济效益。首先，连采设备很难下井生产，设备之所以强大，是因为配套设备很多，导致设备整体规模和体积大，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，我国的许多矿井难以满足这些要求，使矿山的连采设备难以操作;第三，由于中外技术标准差距较大，进口连采设备难以达到相关国家技术标准;最后，后续的维修和保养非常困难由于回收设备是从国外进口的大量设备，因此没有当地备件供应商，而且在设备出现故障或问题时很难获得有效的维修和保养。

二、耐磨板的损坏分析及确定

连采机主机架上有6块耐磨板，其中3块是对称的。由于矿山环境和地质结构，在工作面连续维修煤机时，发现耐磨板使用量很大，主要原因是耐磨板和履带在工作过程中一直处于工作状态，并且井下工作面特殊的环境地质条件导致设备维修时耐磨板严重磨损。

三、材料分析及焊接材料选择

1.材料分析。对久益连采机主机组耐磨板的化学成分和力学性能进行分析，确定了耐磨板材料ABRAZO500。机械性能的理论硬度为500BH，保证最小值为477BH。材料由淬火或淬火加回火提供。强度屈服1400N/mm2，拉伸强度1500N/mm2，拉伸强度14，以碳当量Ce=C+Mn/6+（Cr+MO+V）/5+（Ni+Cu）/15计算，Ce=0.595%，ω（CE）=0.40%至0.60%时，钢的硬化和冷裂纹趋势增加，应预热并控制性能分析表明，该材料是低合金钢。由于这些钢含有一定数量的合金元素和微合金元素，如果焊接工艺为n，则还存在焊接热影响区减弱、热变形脆化和焊接裂纹（氢引起的裂纹、热裂纹、再热裂纹、层状裂纹）的风险只有掌握焊接特点和规律，才能正确选择材料，发展正确的焊接工艺，保证焊接质量。

2.选择焊接材料。连采机耐磨板采用合金强度低的钢，对氢引起的裂纹非常敏感。为了使焊接金属的强度、塑性和耐久性符合技术要求，还必须考虑到焊接生产的抗裂性和有效性。此外，为了使焊接接头具有与基本材料相同的抗冲击能力，在选择焊接材料时应优先考虑高强度焊接材料，并采用适当的焊接工艺，以确保焊接金属和热影响区域的良好冲击性能。由于焊接材料不同于基本材料，因此根据异种钢焊接的弱匹配原理选择了焊丝E501T-1。采用了一种新的熔胶焊接方法来达到预期效果。底层使用E501T-1，最后一层使用WD-2BD350。E501T-1是一种二氧化钛防护气体芯焊丝。焊接工艺优良，电弧焊稳定，焊接美觀，焊接效率高，分散氢含量为5ml/100g。在低合金钢的焊接中取得了一定的效果。使用寿命可从30%延长到80%，具体取决于使用领域。有意义的成果，广泛的应用和良好的成果。

四、焊接工艺及控制要点

1.选择焊接方法。当电流非常低时，手动电弧焊接不能熔化。当电流较大时，焊缝周围的热区会增大，从而影响整个零件的变形。CO2气体保护焊缝具有以下特点：热浓度、熔胶效率、稀释率低、焊缝变形小、抗裂性好等。设备配备KRII-350型焊机。

2.焊接修复方法。（1）焊接前的准备：①清洗、研磨、生锈、油料，用切割枪加热和烧耐磨板，然后用角磨磨，使其在金属中发亮。②根据检测到的磨损标记要修理的零件，最常用的零件应先焊接，然后逐步进行焊接和找平。（2）预热：焊接前预热可降低焊接后的冷却速度，避免织物硬化，降低收缩率这是防止裂纹并改善接头结构和效能的有效措施。这是焊接低合金钢的常用方法。本文采用耐磨板补焊部分及用割枪地区预热，采用中性火焰，预热温度为100～150 c，局部加热时预热范围不得小于两侧焊接件厚度的三倍，并且控制不得小于100mm。（3）层间线能量控制：可以看到主机架耐磨板材料Ce=0.595%，因为当碳当量为焊接一般为0.6%≥Ce≥0.4%，层间的温度高于预热温度，对于强度较高的低合金结构钢，淬硬倾向增加，需要选择较大的层间线能量，但线性能量不应过大，以免增加粗晶区的脆化倾向。如果采用预热来避免裂纹，可以采用小线能量焊接。较小的线能避免粗晶区脆化，降低焊接应力：①堆焊：首先使用多层多通道焊接平整磨损部位。②确定磨损量（尺寸）。气割出塞焊孔下料在耐磨板上使用相同材料点固与焊接。（4）选择焊接工艺参数和焊接参数。①焊接工艺参数见表1。②焊接。修复后耐磨板上有塞焊孔的加固板层可延长耐磨板的使用寿命和设备的使用寿命。由于耐磨板厚度为50mm，焊接后应检查耐磨板的整体尺寸，并在尺寸一致时焊接最后一层。焊接时，应根据磨损程度进行焊接。替换焊接时，使用少量线性能量来减少焊接应力、细化颗粒、改善织物和提高抗冲击能力。为了避免变形，必须进行成对焊接。最后一层使用耐磨的芯焊丝进行网焊。一旦焊接完毕，所有焊接都是均匀的，形成良好的形状。焊道和焊道、焊道和主材料之间的过渡是平滑的，并消除了焊道和管嘴。所有焊缝必须无裂纹、熔胶不足等缺陷。使用角磨料对焊缝及其周围进行抛光和光滑处理，以确保耐磨板厚度在焊接50mm。

采用补焊法对连采机主支座耐磨板进行焊接，节省氧气和乙炔，降低操作人员工作强度，提高工作效率。已应用于入井并运行良好。

参考文献：

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