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截齿堆焊用什么材料?几种典型的截齿堆焊材料
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详细信息

标题: 截齿堆焊用什么材料?几种典型的截齿堆焊材料

一、采煤机截齿堆焊材料

截齿堆焊层堆焊材料的种类比较多,以下列出了几种典型堆焊材料。

1、CO2气保护药芯焊丝KB515

KB515耐磨焊丝由北京固本科技有限公司自主研发,是根据截齿磨损特点,加入Nb元素,形成低摩擦系数碳化铌硬质相,焊后硬度可达到60~62 HRC。耐磨层无裂纹,焊接工艺优良。使用该焊丝的工艺参数:焊丝直径1.2mm,焊接电流160~220A,电弧电压22~25V,焊丝干伸长20mm~25mm,气体流量20L/min,工件预热温度200℃~300℃,层间温度200℃,焊后紧急保温,缓冷至100℃以下空冷。

2、等离子弧堆焊材料

选用20CrMnTi和20CrMnMo作为截齿母材,粉末填充材料的合金系统为Cr-Mo-V-Ti,该工艺采用先完成堆焊层,后进行硬质合金刀头钎焊工艺顺序,利用钎焊热循环对等离子堆焊层进行二次硬化处理,获得硬度不降反升的堆焊层。

3、TIG堆焊材料Ni60+WC

首先采用钨极氩弧堆焊方法将Ni60+WC材料堆在截齿刀头防护部位,然后再用高频感应法熔覆Ni60+WC涂层。堆焊层的硬度可达60~63HRC。

4、堆焊用电焊条

可供截齿堆焊层选用的电焊条牌号有多种,D317和D327都是低氢钠型药皮电焊条,采用Cr-W-V-Mo合金系统,堆焊层硬度分别HRC≥50和HRC≥55,焊前工件预热温度要求300℃以上。

二、采煤机截齿堆焊材料的应用

1、堆焊焊条的应用

采用直径3.2mm的高速钢焊条、100A焊接电流,在35CrMnSi钢截齿基体上堆焊耐磨层的应用实例。该堆焊层表面硬度53HRC,堆焊层成分:11.4%W、3.67%Cr、1.85%V,堆焊层的显微组织为骨骼状莱氏体、马氏体及大量碳化物。论证了截齿堆焊层防磨作用的可行性。有一则专利介绍,在截齿齿身表面开有环形、螺旋形或者肋条形凹槽,并在其中堆焊不同成分的合金。齿身表面凹槽位置、数量,凹槽形状和深度,可以根据采煤工况条件及对截齿耐磨性能要求改变,凹槽中堆焊合金的成分和性能亦可被控制,凹槽中堆焊合金与截齿齿身结合牢固,耐磨粒磨损性能好,抗冲击性强,使用寿命长。

2、等离子弧堆焊材料的应用

在20CrMnTi和20CrMnMo钢制截齿体头部、钎焊孔周边部位,采用等离子弧分两次堆焊耐磨合金层,该合金层上端距钎焊缝<2mm,下端距钎焊缝>30mm。利用等离子弧堆焊高温热循环,使齿头心部退火软化,有利于钻削钎焊孔加工。在随后对硬质合金刀头的钎焊过程中,由于加热温度较高,堆焊层金属不可避免发生高温回火,堆焊层中大量强碳化物元素Mo、V、Ti、Cr使碳化物析出,导致堆焊层金属产生所谓二次硬化现象,最终,堆焊层硬度不是下降,而是升高,达到HV700左右。井下工业试验表明,等离子弧堆焊工艺彻底解决了钎焊过程对齿头造成的退火软化难题,延长了硬质合金刀头的服役期。新工艺生产截齿的总体寿命,达到传统工艺生产同类截齿的两倍以上,制造成本降低20%。等离子弧推焊设备比较复杂,价格也较高,消耗的氩气量比钨极氩弧堆焊多得多,对焊工的要求较高,所以堆焊成本高。

3、CO2气体保护堆焊材料的应用

有人试图采用CO2气体保护实芯焊丝堆焊截齿,由于市场缺乏高硬度耐磨堆焊用实芯焊丝,所以采用实芯焊丝CO2气体保护堆焊截齿用的不多,推广受到一定限制。然而,药芯焊丝可就不同了,药芯焊丝以其合金元素易于加入或控制,高硬度堆层比较容易获得,应当说在截齿耐磨堆焊层中的应用前景看好。

北京固本KB515耐磨堆焊药芯焊丝,电弧稳定性好,容易引弧,焊接过程声音柔和。飞溅较小,属于小颗粒飞溅,焊后无焊渣,成型较好。二氧化碳气体保护焊与其他工艺相比,焊丝截齿堆焊具有低成本,低能耗、低劳动强度、设备利用率高等优点,更适用于采煤机截齿的耐磨堆焊。

4、TIG堆焊材料Ni60+WC的应用

TIG堆焊材料Ni60+WC,需经过两种工艺方法,即先用钨极氩弧焊将Ni60+WC材料堆在截齿刀头防护部位,然后再用高频感应法重熔Ni60+WC涂层,堆焊层的硬度可达60~63HRC。该堆焊材料和工艺方法的工程案例是:2008年10月27日,某(集团)矿业公司李家山矿E12506工作面(该工作面煤层厚度约为3.6m,含煤矸石约5%),在综采二队MGTY300/730型双滚筒采煤机上(截齿型号U92,单筒齿数为40,滚筒转速为35.7r/m,截齿割深为0.7m)安装该耐磨强化的U92截齿。截至2008年11月24日,过煤量约6万t,共消耗耐磨强化截齿16把,每万吨煤消耗截齿约5.3把,同比未经耐磨强化处理的截齿,万吨煤消耗13.3把,相对耐磨性提高2.5倍以上。

三、结论

堆焊焊条材料应用,使截齿堆焊层性能指标和堆焊层形状具有多变性和可控性;等离子弧堆焊材料及堆焊工艺的应用,彻底解决了钎焊过程对齿头造成的退火软化难题;TIG堆焊材料及工艺,也获得了满意的应用效果;气保护药芯焊丝堆焊材料在截齿堆焊层中的应用前景看好。

2018-09-28 11:49:36 坚持
 
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