窄間隙MAG焊接技術在焊接結構鏈輪中的工藝研究

彭春濤

摘要：本文對礦用刮板輸送機焊接結構件鏈輪結構進行了系統分析，設計了適合窄間隙MAG焊接的坡口，確定了合適的焊接參數，實現了刮板輸送機焊接結構鏈輪焊接的技術難點。

Abstract： This paper systematically analyzes the sprocket structure of welded structural parts of mining scraper conveyor， designs the groove suitable for narrow gap MAG welding， determines the suitable welding parameters， and realizes the technical difficulties of welding of the sprocket of the scraper conveyor welding structure.

關鍵詞：窄間隙;鏈輪;焊接

Key words： narrow gap;sprocket;welding

中圖分類號：TG113.26+3? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）35-0208-02

0? 引言

窄間隙MAG氣體保護電弧焊（NGMAG）是隨著厚板材料的焊接而發展起來的一種焊接技術，具有焊接截面積小、焊接效率高，焊接線能量小、接頭沖擊韌性好的特點，可滿足高強度調質鋼材料的高品質焊接要求。

高效節能的MAG氣保焊技術在我公司已應用多年，公司也擁有機器人焊接工作站、焊接專機等自動焊接裝備，使部分產品實現了自動焊接，但焊接結構類鏈輪，由于鏈輪結構的特殊性，現在仍然使用手工電弧焊進行焊接，并且焊接時工件溫度較高，操作難度大，生產效率低，對焊工的操作技能、操作熟練程度和質量意識要求都比較高。因此，通過多種渠道完善工藝裝備，引進新型的焊接技術和裝備，提高焊接質量。

1? 鏈輪結構性分析

刮板輸送機是一種借助于運動著的刮板鏈條來輸送散狀物料的連續運輸設備是煤礦井下的主要運輸設備之一。鏈輪是刮板輸送機運轉動力傳遞的主要組成部分，其強度是保證刮板輸送機正常運轉的重要因素。

2? 鏈輪窄間隙焊接性分析

2.1 基材的化學成分及機械性能

42CrMo鋼材屬于超高強度鋼，具有高強度和韌性，淬透性也較好，無明顯的回火脆性，調質處理后疲勞極限和沖擊能力較高，具有良好的低溫沖擊韌性。因此刮板輸送機鏈輪材料適合選用具有一定強度和韌性的42CrMo。

2.2 基材的焊接性能分析

42CrMo鋼系中碳調質高強鋼，碳含量較高，焊接性較差。焊接時，會有部分熔化熔化的母材金屬流入焊縫中，導致焊縫內含碳量增高，焊縫金屬在凝固結晶時，容易在焊縫金屬中引起熱裂紋。尤其在焊縫收弧處裂紋尤為敏感。在焊接過程中要控制好S、P的含量，來改善焊縫組織，細化焊縫晶粒、提高焊縫的塑性、減少組織偏析。在選用焊材時，要選用含碳量較低的低碳焊絲，含碳量控制在0.15%以下，因此選用ER69-G。

42CrMo鋼淬硬傾向性大，母材金屬熱影響區容易產生低塑性的淬硬組織，Ms點又低，因而在淬火區產生大量脆硬的馬氏體，導致嚴重脆化，工件愈厚，則淬硬傾向愈大。刮板輸送機鏈輪剛性大，若焊條或焊接工藝參數選用不當，容易沿熱影響區位置處的淬硬區產生冷裂紋。因此，為避免冷裂紋的出現，采取焊前預熱來降低冷卻速度，減少淬硬區馬氏體的產生，從而促進焊縫金屬中的氫逸出。從而采用工件焊前預熱至300℃～350℃，多層多道焊接，焊縫層間溫度控制在（300±20）℃。

2.3 坡口設計

焊接坡口形式是影響焊接熔敷效率和焊接接頭質量的關鍵因素。刮板輸送機鏈輪屬回轉體結構且焊接位置空間屬狹窄焊縫結構，易采用多層單道焊接方法焊接，坡口設計成小角度U型焊縫。焊接坡口小，焊接熔敷量少，焊接生產效率高，容易造成接頭根部未融合、未焊透、氣體保護不良等焊接缺陷;焊接坡口大，焊接熔敷量多，焊接生產效率底，不僅能提高焊接生產效率，而且還能有效提高焊接接頭的質量。手工電弧焊的鏈輪焊接坡口形式圖與窄間隙MAG焊接焊接坡口形式圖如圖2。

2.4 焊接方法及焊接材料的選擇

2.4.1 焊接設備選擇

選用窄間隙MAG焊專用設備及特制焊槍進行焊接。

2.4.2 焊接材料選擇及擬定焊接參數

①焊接材料：焊絲ER69-G（Φ1.2），保護氣體：80%Ar+20%CO2;

②焊接試件：40CrMo鏈輪單片2件;

③焊接參數：電流200A～280A，電壓20V～31V;

④溫度：預熱溫度300℃～350℃，層間溫度（300±20）℃。

2.4.3 焊接試驗參數及焊縫機械性能（表3）

3? 試驗結果

3.1 超聲波探傷

焊接焊縫按GB50205-2001標準對試驗件焊縫部位，進行了100%超聲波探傷，檢測結構符合GB11345-89標準Ⅱ級以上要求。

3.2 宏觀金相

4? 結論

①采用窄間隙MAG焊技術應用于結構件鏈輪產品上，使用新型的坡口形式和設定的焊接規范進行焊接，通過探傷說明焊縫內部無缺陷，滿足焊接要求。保證了焊接質量。

②此次窄間隙焊接技術研究坡口截面積560mm2，比目前手工焊J型坡口截面積為632mm2小11.4%，截面積優勢越大。即熔敷量比目前手工焊采用的J型坡口小11.4%，焊接效率大大提升。

參考文獻：

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