----正信激光焊接专家----宋经理13631794635

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        通过合适的焊接材料、焊接工艺，对495HR电铲铲斗门闩的断裂及裂纹进行了焊接修复，保证了高温工作状态下使用焊件的热稳定性和热强性，同时加大了对焊接工艺的改进。焊接效果既延长了此类大型构件的使用寿命，降低了其运行和检修成本，又为公司在高难度情况下的焊接积累了一定的技术经验。
              BUCYRS  495HR电铲，如图1所示，是美国比塞洛斯公司生产的黑岱沟露天煤矿主要的采剥设备，电铲的斗容为60.4立方米  ，近年来由于煤矿开采量的不断上升，各种矿用设备都在超负荷运转，单位一台495ＨＲ电铲由于连续工作一个星期，致使铲斗门闩（与铲斗支撑臂连接的部分）断裂，无法正常工作。所以，铲斗门闩的焊接修复工作已经迫在眉睫。
１问题的提出

                图2所示，一台495HR电铲铲斗门闩破裂，严重影响单位煤碳的开采量，使采掘工作无法正常进行。
                经分析该铲斗的材料是低合金高强钢Q345，门闩的材料是铸钢，如果要修复断裂的门闩，需要把铸钢断裂片焊接到低合金高强钢铲斗上，属两种异种材料的焊接，而且在焊接过程中容易产生裂纹，有一定的困难。我们分析了铸钢与低合金高强钢两种材料的焊接性，并选用了合适的焊接工艺，收到了满意的修复效果。            
              2铲斗门闩的材料及其焊接性分析
              495HR电铲支撑架材料是低合金高强钢Q345，材料Q345焊接性良好。其化学成分和力学性能见表1、2。
                                                表1  Q345化学成分（质量分数）
      C          Si  Mn    P  S  
≤0.20    ≤0.60  ≤1.00～1.60  ≤0.040  ≤0.040  
表2  Q345力学性能
屈服强度
（MPa）  屈服强度
（MPa）  屈服强度
（  MPa）  屈服强度
（  MPa）  
275～345  470～630  ≥21  ≥34  

铲斗门闩材料选用铸钢，如选用ZG230—450，虽然焊接性良好，但强度差，不能用作受力较大的机件。如选用铸钢ZG270—500，虽有较强高度和良好的塑性，但焊接性较差，易出现硬化、热裂、冷裂等缺陷。如果在焊接过程中，采用适当焊接方法及工艺措施，就能够避免上述缺陷，我们对其焊接性及焊接工艺进行了研究。其化学成分和力学性能见表3、4。
表3  铸钢ZG270—500化学成分（质量分数）（%）
C  Si  Mn  P  S  
≤0.40  ≤0.50  ≤0.90  ≤0.040  ≤0.040  

表4  铸钢ZG270—500力学性能
屈服强度
（MPa）  屈服强度
（MPa）  屈服强度
（MPa）  屈服强度
（MPa）  
270  500  ≥18  ≥35  

铸钢ZG27—500焊接时，出现热裂的原因是：一是大电流、快速焊；二是硫、磷含量高。如使用CO2气体保护焊，打底焊采用小电流，焊丝采用JM—56实芯焊丝（力学性能、化学成分见表5、6），该焊丝含锰量高，锰在高温时容易和硫结合，生成高熔点硫化锰，就能有效防止热裂。
表5  JM—56实芯焊丝化学成分（质量分数）（%）
C  Si        Mn  P  S  
0.08        1.130    0.60    0.010    0.011  
表6  JM—56实芯焊丝熔敷金属力学性能
屈服强度
（MPa）  屈服强度
（MPa）  屈服强度
（MPa）  屈服强度
（MPa）  
431  555  29  69  


              经过分析，在修复过程中采用  CO2气体保护焊，有以下几个优点：①比电弧焊效率高2～3倍。②含氢量比低氢焊还低，抗裂性更好。
              3焊接方法及工艺
              3.1清理及准备
              首先使用碳弧气刨切除铲斗门闩上的棱角，然后用角磨机把气刨切掉后的切面打磨干净，不得存有泥垢、铁锈。补焊前对需要补焊的部位进行充分预热，采用加热板进行预热，预热温度为230～250℃。然后进行整体补焊，选用TM—771S283319—K02，直径为1.6mm焊丝，CO2作为保护焊气体对门闩进行施焊。
              3.2焊接过程由于门闩损毁严重，补焊量较大，所以在补焊过程中采用层层堆焊的焊接工艺，在焊接过程中确保无夹杂等焊接缺陷的产生，根据门闩片和断裂部分裂纹走向确定堆焊层数。补焊过程不能间断，要一次完成，补焊后保温温度控制在280～300℃，用石棉布包住使其缓慢冷却，以降低补焊表面硬度。补焊完毕后，用一台焊机打底焊接，焊接完毕后立即用风敲、风动扁铲等工具敲击焊接部位，以释放焊缝处焊接应力，清除药皮等焊缝间杂物。检测焊缝是否发生裂纹，如有去除缺陷，重新焊接。
              打底焊接后，使用两台焊机在焊缝的两边同时焊接第2层。每焊完一道边，立即进行敲击。全部焊完后，利用角磨机打磨焊缝，去除焊瘤等缺陷，使焊接应力得到均匀释放，避免产生延迟裂纹。495HR电铲铲斗门闩焊接完毕后如图3所示。  
              4结束语
                铲斗门闩用此方法修复后，投入使用数月后，经过无损检查，未发现裂纹，满足了设备的工作要求。利用此方案处理了三个这样的问题。实践证明，此方案操作简便，快捷有效，  加工费用大大降低，同时提高了设备的出动率，保证了矿山设备的使用，延长了设备的使用寿命