中部槽焊接工艺技术研究及应用

论文摘要

近年来,随着我国煤炭行业的快速发展,与之密切相关的煤机行业竞争也日趋激烈。煤矿井下工作面刮板输送机不断向着重型、超重型、大运量、长远距、高可靠、自动化方向发展。中部槽是刮板输送机的关键部件,位于输送机的中部,其可靠性和耐磨性直接关系着整套设备的过煤量和综合性能。因此,提高槽帮与中板,槽帮与封底板的焊缝质量,可直接提高刮板输送机的整体焊接质量,进而提高整个采煤系统的寿命。本文通过化学成分、碳当量、冷裂敏感指数理论分析及试验验证了中部槽槽体材料超高强耐磨钢JEF-EH400、JEF-EH450及ZG30MnSi钢的焊接性。结果表明,三种材料均具有较差的可焊性,同时超高强耐磨钢与ZG30MnSi钢两者焊接亦存在较大难度。在理论研究的基础上,通过试验方法对中部槽中板、底板用高强耐磨钢JEF-EH400、JEF-EH450和槽帮ZG30MnSi钢进行了焊接工艺评定。焊接方法、焊接材料、预热温度、层间温度、焊接参数都达到了最优的配合,得出了ZG30MnSi与超高强耐磨钢之间合理而可行的焊接工艺。应用X射线对焊接接头处进行探伤试验,对根部未焊透、中部槽焊接易产生裂纹、气孔等缺陷进行了研究。结果表明,通过控制焊接参数、提高操作技术、加强焊后清理等方面可解决上述缺陷,并制定了防止缺陷产生的工艺措施。另外,针对中部槽焊接变形情况研究了其形成原因,并通过采用预变形、控制焊接热输入、选择合理的焊接顺序、重视定位焊、采用焊前预热及焊后缓冷等工艺措施有效控制了焊接变形。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 课题研究意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 本章小结
• 2 中部槽所用材料的可焊性
• 2.1 材料分类
• 2.2 材料可焊性分析
• 2.2.1 金属焊接性
• 2.2.2 材料焊接性理论分析
• 2.2.3 焊接性试验
• 2.3 本章小结
• 3 超高强耐磨钢焊接工艺评定
• 3.1 工艺试样制备
• 3.2 焊接方法选择
• 3.3 焊接材料选择
• 3.4 预热温度确定
• 3.4.1 预热的必要性
• 3.4.2 预热温度计算
• 3.5 焊接过程控制
• 3.6 实验结果分析
• 3.6.1 拉伸试验
• 3.6.2 弯曲试验
• 3.6.3 接头硬度测试
• 3.7 本章小结
• 4 中部槽常见焊接缺陷及工艺措施
• 4.1 中部槽常见的焊接缺陷
• 4.2 焊接裂纹的产生和预防
• 4.2.1 焊接裂纹的概念
• 4.2.2 中部槽产生裂纹的原因
• 4.2.3 预防焊接裂纹的措施
• 4.3 气孔的产生和预防
• 4.3.1 气孔产生原因
• 4.3.2 防止措施
• 4.4 焊接缺陷测定试验
• 4.4.1 试验准备
• 4.4.2 试验步骤
• 4.4.3 试验分析
• 4.4.4 再次缺陷测定试验
• 4.5 本章小结
• 5 中部槽焊接变形分析及控制
• 5.1 中部槽体焊接变形的分析
• 5.1.1 焊接变形带来的问题
• 5.1.2 产生焊接变形的原因
• 5.2 控制中部槽变形的工艺措施
• 5.2.1 预变形法
• 5.2.2 控制焊接热输入
• 5.2.3 选择合理的焊接顺序
• 5.2.4 定位焊
• 5.2.5 焊后缓冷
• 5.3 控制中部槽变形的测试
• 5.4 本章小结
• 6 结论
• 致谢
• 参考文献