鸡西煤矿机械有限公司 (黑龙江 158100) 吕凤雷

采煤机截割部由摇臂、滚筒组成。摇臂壳体内安装电动机、齿轮、行星减速机构，由电动机直接驱动，经齿轮、行星减速传动，将动力传到割煤滚筒上完成落煤、装煤工作。摇臂壳体在井下直接与煤和矸石接触，工作环境十分恶劣，磨损严重。为减小磨损，提高壳体使用寿命，决定在壳体表面堆焊耐磨合金。

1.壳体加工工艺路线确定

摇臂壳体外形及堆焊范围如附图所示，由图可见堆焊范围大，会产生焊接应力和变形, 影响壳体精加工尺寸精度。为此我们将壳体加工工艺路线设计为：铸造→正火→粗加工→堆焊→热时效→半精加工→精加工。采取壳体粗加工后堆焊，之后再热时效以消除焊接应力和变形的影响，稳定壳体精加工后尺寸精度。

摇臂壳体外形及堆焊范围示意

2.堆焊材料选用

摇臂壳体在煤和矸石作用下会产生冲击磨损。为此我们选择能承受一定冲击载荷并耐磨损的合金材料，分别是D212、D65焊条，直径均为4mm。D212是钛钙型药皮的铬钼型耐磨合金焊条，含wC＝0.3%～0.6%，wCr≤5%，wMo≤4%，适用于单层和多层堆焊各种受磨损的机件表面。D65是无渣Cr-Si-Mo-B系高络铸铁型耐磨粒磨损的表面耐磨焊条。含wC=3%～5%，wCr=20%～25%，wSi≤3%，wMo=1.0%～2.0%，wB=2.5%～3.0%，能承受低等冲击。

3.堆焊和硬度试验

（1）试样准备及试验参数 为测定两种耐磨焊条堆焊层硬度并检验热时效对堆焊层硬度的影响，我们选取四件试样进行试验。试验件基体材料为Q345，尺寸30mm×100mm×100mm（厚×宽×长），采用数控火焰切割机下料，摩擦压力机调平。用φ4mm的D212和D65焊条各焊两件，每件均焊接两层。焊接参数如表1所示。

要求整个堆焊过程连续进行，尽量缩短每道间断时间，以保证层间温度。前道焊缝焊后清理药皮、氧化皮，堆焊总高度≥4mm。焊后在空气中自然冷却到室温，转加工车间由磨床将堆焊面磨平后，测定热时效前堆焊层硬度值。之后将试验件进行600℃热时效，保温6h，随炉冷却至350℃后出炉空冷，与摇臂壳体热时效参数相同。

表1 堆焊参数

（2）试验数据 每件试样分别测定周边和中间部位各4点硬度值，如表2所示。

表2 堆焊层硬度值

4.结语

通过表2硬度值对比可见, D212焊条堆焊的耐磨层热时效后硬度值下降趋势较大，难以达到预期效果。D65焊条堆焊的耐磨层热时效后硬度值不降反而略有上升, 因此在粗加工后堆焊耐磨层，再进行600℃热时效，不仅可以消除焊接应力，还可以消除壳体粗加工过程中产生的应力，稳定壳体精加工尺寸。