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本文在分析电铲支撑架和轴孔材料的焊接性基础上，制定了合理的焊接修复工艺和补焊后的镗孔工艺，成功实施了支撑架轴孔的焊接修复。
395B电铲是美国BE公司生产的黑岱沟露天煤矿主要的采剥设备，铲斗容积为32~42m。在其运行中，履带架上的两轮平衡架轴孔常出现断裂、失圆现象，如何对此类大型构件采用电焊和机加工手段进行修复、延长其使用寿命，保证电铲安全、可靠、经济的运行，降低其运行和检修成本是露天采掘设备管理、检修的重要课题。
如图1所示，我单位一台395B电铲, 经过长期使用，履带的支撑架的安装孔磨损严重，已无法使用，需修复（见图2）。 （图片） （图片） 经分析该平衡支撑架的材料是低合金高强钢Q345，支撑架的连接轴孔的材料是铸钢，如果要修复断裂的轴孔，需要把铸钢轴孔焊接到低合金高强钢支撑架上，属两种异种材料的焊接，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。
1 铲斗材料及其焊接性分析
395B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。（图片） 支撑架轴孔材料选用铸钢，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、热裂纹、冷裂纹等缺陷。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。（图片） 铸钢ZG27-500焊接时，出现热裂纹的原因是：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，就能有效防止热裂纹。（图片） 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。
2焊接方法及工艺
2.1 清理及准备
如果是修复轴孔的失圆情况，首先使用碳弧气刨切除支撑架上已磨损的轴孔，然后用角磨机把平衡架轴孔打磨干净，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200℃，然后进行整体补焊，选用TM -771S283319-K02，直径为1.6mm焊丝, CO2作为保护焊气体对两轮平衡架轴孔施焊。由于轴孔失圆严重，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，根据轴孔不同部位失圆程度确定堆焊层数，避免因堆焊厚度过大导致车削量过大。补焊过程不能间断，要一次完成，补焊后对轴孔内圆加热温度至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，下一步是进行镗孔。
2.2 补焊后镗孔
以两轮平衡架轴安装的里盲孔作为基准，使用便携式镗床，配以自制的夹具（圆型钢板中间有圆孔，放在盲孔中起到支撑镗杆，保证里外孔的同轴度的作用）进行找正，目的是保证里外孔的同轴度。需要加工的孔找正后，加固安装镗杆，安装镗孔机头, 进行镗孔，在镗孔时注意镗杆转速、镗刀的进给量、吃刀深度，保证镗杆不因以上几点原因发生颤动的现象，从而确保加工表面的质量和精度，同时也使镗孔设备的使用寿命得以保证。
最后精镗时，吃刀深度确定在0.2 ~0.4mm，在设备允许的范围内尽量提高镗杆转速，以提高加工孔的内表面质量，满足两轮平衡架的装配需要。如图3~图5所示。（图片） 3 结束语
平衡架经过此方法修复后安装证明，轴、孔配合得当，同轴度也达到了要求，满足了设备的工作要求，利用此方案处理了五个同样的孔，实践证明，此方案操作简便，快捷有效，加工费用大大降低，同时也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，间接地给矿上带来了一定的经济效益。
6/19/2012
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