CN114012209A - 一种掘锚一体机主机架堆焊的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种掘锚一体机主机架堆焊的方法，包括：将掘锚一体机主机架采用焊丝进行多层堆焊；所述堆焊之前还包括：对所述掘锚一体机主机架进行预热；所述预热的温度为100～150℃。本发明提供了一种掘锚一体机主机架堆焊耐磨焊的工艺方法：通过对主机架及焊材材料焊接性的分析、堆焊工艺试验，获得合理的堆焊工艺及工艺参数。本发明提供的堆焊耐磨焊的焊接工艺方式，可以克服现有技术中铸件磨损、维护难度大等缺陷，实现防御性保护基体、提高其耐磨性的作用，进而延长主机架的服役寿命。
Description
技术领域
本发明属于掘锚一体机技术领域，尤其涉及一种掘锚一体机主机架堆焊的方法。
背景技术
煤炭生产在国家经济发展中占据着极其重要的地位，而煤炭开采是煤炭生产最前端关键环节。掘锚一体机作为快速掘锚成套装备的主要采煤机械设备，其截割头(截齿、滚筒、主机架)作为最前方掘煤的部件，在矿井下工作过程中与煤炭接触，长期处于被磨损的状态，对耐磨性提出更高的要求。
掘锚一体机作为快速掘锚成套装备的主要采煤机械设备，其截割头(截齿、滚筒、主机架)作为最前方掘煤的部件，作业时直接接触煤矿，对耐磨性提出更高的要求。主机架位于截割前方，与截割滚筒装配，在使用中不停磨损。堆焊是在工程机械中常见的制造和返修工艺，堆焊技术在煤矿机械中应用较广，但主要用于如在装载及主刃板上堆焊、在刮板机中堆焊、在截齿上耐磨堆焊等。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种掘锚一体机主机架堆焊的方法，本发明提供的方法堆焊后能够使主机架具有较好的耐磨性。
本发明提供了一种掘锚一体机主机架堆焊的方法，包括：
将掘锚一体机主机架采用焊丝进行多层堆焊；
所述堆焊之前还包括：
对所述掘锚一体机主机架进行预热；
所述预热的温度为100～150℃。
优选的，所述掘锚一体机主机架的成分为：
≤0.21wt％的C；
≤0.6wt％的Si；
0.5～1.6wt％的Mn；
≤0.04wt％的S；
≤0.04wt％的P；
≤0.15wt％的Mo；
余量为Fe。
优选的，所述焊丝的主要成分包括：
0.43～0.47wt％的C；
3～3.1wt％的Si；
0.4～0.45wt％的Mn；
9～9.5wt％的Cr。
优选的，所述堆焊过程中采用保护气体进行保护；所述保护气体包括：Ar和CO2。
优选的，所述堆焊的气体流量为15～20L/min。
优选的，所述堆焊过程中采用平焊位置焊接。
优选的，所述堆焊的厚度为8～12mm。
优选的，所述堆焊的层数为2～4层。
优选的，所述堆焊每层的厚度为3～5mm。
优选的，所述堆焊的焊接电流为170～230A；电弧电压为20～25V；焊接速度为40～60cm/min。
本发明提供了一种掘锚一体机主机架堆焊耐磨焊的工艺方法：通过对主机架及焊材材料焊接性的分析、堆焊工艺试验，获得合理的堆焊工艺及工艺参数。本发明提供的堆焊耐磨焊的焊接工艺方式，可以克服现有技术中铸件磨损、维护难度大等缺陷，实现防御性保护基体、提高其耐磨性的作用，进而延长主机架的服役寿命。
附图说明
图1为本发明实施例1中结构堆焊示意图；
图2为本发明实施例2中工件GS-52铸钢堆焊图片。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员经改进或润饰的所有其它实例，都属于本发明保护的范围。应理解，本发明实施例仅用于说明本发明的技术效果，而非用于限制本发明的保护范围。实施例中，所用方法如无特别说明，均为常规方法。
本发明提供了一种掘锚一体机主机架堆焊耐磨焊的方法，包括：
将掘锚一体机主机架采用焊丝进行多层堆焊。
在本发明中，所述掘锚一体机主机架优选为铸件，成分优选为GS-52铸钢。在本发明中，所述掘锚一体机主机架的成分优选为：
≤0.21wt％的C；
≤0.6wt％的Si；
0.5～1.6wt％的Mn；
≤0.04wt％的S；
≤0.04wt％的P；
≤0.15wt％的Mo；
余量为Fe。
在本发明中，所述堆焊焊接材料优选为ESAB OKAutrodur 56GM耐磨实芯焊丝；所述焊丝的直径优选为1～1.6mm，更优选为1.2mm。在本发明中，所述焊丝的成分优选包括：
0.43～0.47wt％的C；
3～3.1wt％的Si；
0.4～0.45wt％的Mn；
9～9.5wt％的Cr；
余量为Fe。
在本发明中，所述C的质量含量优选为0.44～0.46％，更优选为0.45％；所述Si的质量含量优选为3.03～3.07％，更优选为3.05％；所述Mn的质量含量优选为0.41～0.44％，更优选为0.42～0.43％；所述Cr的质量含量优选为9.1～9.4％，更优选为9.2～9.3％。
本发明中上述成分的焊丝适合于承受冲击与磨损结合型严苛工况零部件的耐磨堆焊，合金元素含量高，形成的堆焊层硬度高，韧性好，适合于在高度冲击工况情况下的堆焊。
本发明实施例中的堆焊示意图如图1所示。
在本发明中，所述掘锚一体机主机架(母材)碳当量CE＝0.41时，焊接性良好，淬硬倾向较小，母材焊前优选不进行预热；但当CE大于0.5％时，钢材的淬硬倾变大，焊前优选预热，焊接时严格控制层间温度，后热缓冷，避免出现马氏体和焊接裂纹或者出现堆焊层剥落现象。
在本发明中，所述堆焊前还包括：
对所述掘锚一体机主机架进行预热，控制焊接层间温度，后热缓冷，减少焊接裂纹和内应力。
在本发明中，所述预热的温度为100～150℃，优选为100～130℃，更优选为130～150℃。
在本发明中，所述堆焊前优选还包括：
将所述掘锚一体机主机架待焊区及两侧进行清理，呈现出金属光泽。
在本发明中，所述两侧距离待焊区的距离优选为20～50mm，更优选为30～50mm，最优选为50mm。
在本发明中，所述清理优选为将氧化皮、水、锈、油污等有害杂质清理干净。
在本发明中，所述堆焊过程中为减少焊后机加工难度，优选避开焊后需要机加工的面，预留间隙不堆焊；所述间隙优选为5～15mm，更优选为8～12mm，最优选为10mm。
在本发明中，所述堆焊的厚度优选为8～12mm，更优选为9～11mm，最优选为10mm。
在本发明中，所述堆焊优选采用多层堆焊，所述堆焊的层数优选为2～4层，更优选为3层；每层的厚度优选为3～5mm，更优选为4mm。
在本发明中，所述堆焊后形成的每一层耐磨层硬度优选＞55HRC。
在本发明中，所述堆焊过程中优选采用混合气体保护焊(GMAW)的方式进行焊接；所述保护气体优选包括：Ar和CO2；所述Ar和CO2的体积比优选为8：2。
在本发明中，所述堆焊过程中优选采用平焊位置焊接。
在本发明中，所述堆焊焊接电流极性优选为直/反，电流优选为170～230A，更优选为180～210A，最优选为190～200A；电弧电压优选为20～25V，更优选为22～24V，最优选为23V；焊接速度优选为40～60cm/min，更优选为45～55cm/min，最优选为50cm/min；气体流量优选为15～20L/min，更优选为16～19L/min，最优选为17～18L/min。
在本发明中，所述堆焊可以采用半自动或全自动焊接，也可以为手工电弧焊或机器人焊接；所述堆焊过程中可以为对称焊也可以为分段退焊法焊接。
本发明在主机架上进行堆焊耐磨焊的焊接工艺方式，提高了主机架耐磨性，进而提高主机架的服役寿命。本发明提供的堆焊耐磨焊的焊接工艺方式，可以克服现有技术中铸件磨损、维护难度大等缺陷，实现防御性保护基体、提高其耐磨性的作用，进而延长主机架的服役寿命。
本发明以下实施例中的掘锚一体机主机架的成分为GS-52铸钢，成分为：≤0.21wt％的C；≤0.6wt％的Si；0.5～1.6wt％的Mn；≤0.04wt％的S；≤0.04wt％的P；≤0.15wt％的Mo；余量为Fe；堆焊焊接材料为ESAB OK Autrodur 56GM耐磨实芯焊丝，焊丝φ1.2mm。
实施例1
工件尺寸为200mm*100mm*30mm；成分为GS-52铸钢；采用混合气体保护焊(GMAW)进行焊接，保护气体种类：80％Ar+20％CO2，采用平焊位置进行堆焊焊接。
焊接前工件的预热的温度为100～150℃；堆焊三层，堆焊过程各焊接参数为：焊接电流为170～190A，电弧电压为25V，焊接速度为53cm/min。
对实施例1堆焊后的产品分别从堆焊可达厚度、外观、综合性能及硬度进行检测，检测结果如下：
测量堆焊厚度，第一层4mm，第二层到试板9mm，第三层到试板13mm(如图1所示)；焊后冷却24h，肉眼检测无裂纹及无裂纹形状；冷却24h后，使用锤子敲打，无堆焊层剥落现象；用手持硬度计打样，每层5点测硬度，其平均硬度(HRC)：55.63(第一层)、57.83(第二层)、59(第三层)。
实施例2
工件尺寸约为2580*1200mm*820mm，成分为GS-52铸钢(如图2所示)；采用混合气体保护焊(GMAW)进行焊接，保护气体种类：80％Ar+20％CO2，采用平焊位置进行堆焊焊接。
焊接前工件的预热的温度为100～130℃；堆焊三层，堆焊过程各焊接参数为：焊接电流为170～190A，电弧电压为20V，焊接速度为40cm/min。
按照实施例1的方法对本发明实施例2堆焊后的产品进行性能检测，测量堆焊厚度，第一层3mm，第二层到试板7mm，第三层到试板10mm；焊后冷却24h，肉眼检测无裂纹及无裂纹形状；冷却24h后，使用锤子敲打，无堆焊层剥落现象；用手持硬度计打样，每层5点测硬度，其平均硬度(HRC)：55.33(第一层)、56.83(第二层)、57.25(第三层)。
实施例3
工件尺寸约为2580*1200mm*820mm，成分为GS-52铸钢；采用混合气体保护焊(GMAW)进行焊接，保护气体种类：80％Ar+20％CO2，采用平焊位置进行堆焊焊接。
焊接前工件的预热的温度为130～150℃；堆焊三层，堆焊过程各焊接参数为：焊接电流为190～200A，电弧电压为23V，焊接速度为49cm/min。
按照实施例1的方法对本发明实施例3堆焊后的产品进行性能检测，测量堆焊厚度，第一层4mm，第二层到试板8mm，第三层到试板11mm；焊后冷却24h，肉眼检测无裂纹及无裂纹形状；冷却24h后，使用锤子敲打，无堆焊层剥落现象；用手持硬度计打样，每层5点测硬度，其平均硬度(HRC)：55.83(第一层)、57.13(第二层)、57.55(第三层)。
由以上实施例可知，本发明提供了一种掘锚一体机主机架堆焊耐磨焊的工艺方法：通过对主机架及焊材材料焊接性的分析、堆焊工艺试验，获得合理的堆焊工艺及工艺参数。本发明提供的堆焊耐磨焊的焊接工艺方式，可以克服现有技术中铸件磨损、维护难度大等缺陷，实现防御性保护基体、提高其耐磨性的作用，进而延长主机架的服役寿命。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种掘锚一体机主机架堆焊的方法，包括：
将掘锚一体机主机架采用焊丝进行多层堆焊；
所述堆焊之前还包括：
对所述掘锚一体机主机架进行预热；
所述预热的温度为100～150℃。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述掘锚一体机主机架的成分为：
≤0.21wt％的C；
≤0.6wt％的Si；
0.5～1.6wt％的Mn；
≤0.04wt％的S；
≤0.04wt％的P；
≤0.15wt％的Mo；
余量为Fe。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述焊丝的主要成分包括：
0.43～0.47wt％的C；
3～3.1wt％的Si；
0.4～0.45wt％的Mn；
9～9.5wt％的Cr。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述堆焊过程中采用保护气体进行保护；所述保护气体包括：Ar和CO2。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述堆焊的气体流量为15～20L/min。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述堆焊过程中采用平焊位置焊接。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述堆焊的厚度为8～12mm。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述堆焊的层数为2～4层。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述堆焊每层的厚度为3～5mm。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述堆焊的焊接电流为170～230A；电弧电压为20～25V；焊接速度为40～60cm/min。
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