高寒地区带式输送机滚筒辐板焊接修复工艺

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胜利-号露天矿位于内蒙古自治区锡林浩特市境内，是国家规划的大型煤炭基地中的特大型煤矿。

井田范围内地质储量 19.76亿 t，可采储量 18.9亿t，煤质为中低灰、低硫、低磷、中等热值的褐煤。胜利-号露天煤矿建设规模 2 000万妇，采用单斗电铲、液压铲-卡车-半固定破碎站(地面)的半连续开采工艺。

锡林浩特属于北温带大陆性气候，冬季严寒低温，最低气温为-35℃以下，全年 日最低气温低于-20C的天数高于 120 d，期间每日约 10 h时气温低于-lO℃。这样严酷的自然环境不仅给露天生产设备的稳定运行产生了严峻的考验，同时也为设备的日常维护与保养工作带来了巨大的挑战。胜利-号露天矿现有的两套地面生产系统共有 15座胶带输送机，在冬季严寒低温条件下生产运行常出现带式输送机滚网板开焊断裂故障，导致整个生产系统瘫痪停产，严重影响露天矿正常生产运行。

2 滚筒开裂的原因针对冬季带式输送机滚网板频繁开焊断裂问题，如图 1、图 2所示，我们从滚筒自身加工工艺以及使用工况进行了深入的研究与分析，得出以下结论：1)带式输送机滚筒在设计时，未充分考虑到北方冬季严寒低温这-特殊的使用工况，加之滚网板与滚筒壁焊接加工过程中，其内部应力未能完全消除，这是导致滚网板频繁开焊断裂的根本原因；收稿日期：2013-02-17作者简介：翟建军(1970-)，男，本科，现任神华北电胜利能源有限公司储运公司副经理，主要从事胜利-号露天煤矿地面生产系统生产运行与设备检修保养管理工作。

2)胜利-号露天矿矿区冬季严寒低温，昼夜温差巨大，结构件受气候影响，塑性降低，脆性增大，这是导致滚网板频繁开焊断裂的直接原因；3)由于地面生产系统启停频繁，导致滚筒频繁承受较大的设备启停冲击力，加剧了滚网板与滚筒壁之间内应力的释放，这是导致滚网板频繁开焊断裂的重要原因。

图 1 包胶滚筒结构示意图图 2 已经出现裂纹的滚网板鉴于以上原因，考虑到节约企业生产成本，以及迅速恢复生产的实际情况，我们选择利用焊接修复工艺，对开焊滚筒进行修复。

3 焊接性分析胜利-号露天矿地面生产系统所用带式输送机滚筒材质如表 1、表 2所示。

· 58· 露天采矿技术 2013年第6期表 1 滚筒筒壁材质分析表 %成分CSiMnPSCr含量由表 l可以看出，滚筒筒壁材质在高温下，呈单相奥化体组织，强度、硬度不高，塑性、韧性良好，在冲击载荷作用下，表面会发生加工硬化现象，而且有较高的耐磨性。

表 2 滚网板材质分析表 %成分CsiMn由表 2可以看出，滚网板材质强度不高，冲击韧性、疲劳强度高。

关于产生热裂纹的分析：在焊接过程中产生热裂纹的主要原因有 3种：1)因为焊接应力过大，焊缝深度较深，最少需焊接两遍，使得母材温度较高，产生焊接应力 ；2)因为材质中含有 S、P等元素 ，这两种元素容易因溶解度低，与 Fe元素结合后，以共晶形式分布于晶界，从而增加热裂纹倾向；3)改向滚筒的筒壁为高锈钢，辐板为铸钢，两种不同材质的焊接产生热裂纹。因此，在焊接过程中，需要各种接地尽量降低焊接应力。

4 焊接材料的选择根据滚网板、筒壁焊接性的分析，结合焊接经验，决定采用 A302铬镍不锈钢焊条，该焊条是钛钙型药皮不锈钢焊条，焊缝金属具有良好的抗裂性能以及抗氧化性能，常用于焊接异种钢、高钢、铸钢等。

表3 焊条成分分析表 %成分CSiMnCrNiMn含量≤0.15≤0.9≤2.522-2512-14≤O.75 焊接工艺为了提高焊接质量，不使母材由于过热高温产生金属变化，我们不采用氧化打破口，而采用气刨打坡 口。

1)裂纹的清理。采用渗透探伤法通过目测检查滚筒的辐板与筒壁焊接的裂纹，便于气刨开坡 口，焊接工作的实施。①首先利用钢丝刷对焊缝开裂处清理油漆，再用清洗液清晰油污，使裂纹露出来；②渗透剂涂在焊缝部位，使其充分渗进裂纹内部；③涂-层显影液，自然干燥，7-30 min即可清晰观察裂纹；2)用气刨打坡口。根据板材厚度(辐板与筒壁均为25 ram)选用合适的气焊碳棒进行工作，运用 5.0长度 305的碳棒，工作电流 100 200A，气焊速度900-1 200mm/min，坡口打成 u形。如图3所示。

图 3 坡口尺寸示意图3)破口焊接前的清理。焊接坡口若粘附着锈斑、油漆、油污、碳化部分会引发焊接缺陷。因此，打坡口是必须认真清理焊接部分，用钢丝刷消除坡口周边，用角向抛光机打磨坡口，消除碳精，修整坡口，充分露出母材金属部分。

①焊条烘干。烘干 100～120CA302交叉两用，采用直流电焊机，焊接电流 160～20A。

②滚筒包胶的防护。由于焊接温度高，避免烧坏或熔化包胶，采用棉布沾水 ，包覆盖在包胶外围，以保护包胶。

③根据对滚筒材质焊接性分析，在焊接过程中，焊接电弧能量在保证熔合和电弧稳定的前提下应尽可能地小，必须保证填满挥 ，以防止产生裂纹。为保证焊接质量，采用固定立焊点焊法 ，如图4所示，在焊接时，由A点采用立焊跳焊法焊到 C点，第二遍由 点也采用立焊跳焊法很到 c点，便于焊缝快速降温。焊完-道焊缝后，进行消渍处理，并用小锤锤击焊缝表面，以消除焊接应力 ，防止产生热裂纹。

(下转第 62页)Ⅺ 0 0 -L- 咖-· 62 · 露天采矿技术 2013年第6期全面的维修管理方式实现了设备管理事前有计划，事中有控制，事后有分析”[21。随着测量结果的不断积累、点检标准的不断优化，点检管理系统将能更好地在设备管理工作中发挥作用，有效地防止 过维修”或欠维修”f10，减少设备的故障发生率，大大降低设备维护费用，最终保证机电设备安全可靠运行。