SGZ800刮板输送机中部槽焊接质量研究与提升_周继锋.pdf

1刮板输送机中部槽结构煤矿用SGZ800刮板输送机中部槽的结构主要由铲板槽帮、底板、中板及挡板槽帮等部件组成，其结构组成如图1所示。底板、中板等部件与槽帮采用焊接方式连接，占中部槽结构中焊接工作量的80%以上，槽帮采用高锰钢铸造整体式成形的方式生产。在物料输送过程中，通过中部的槽帮、中板及底板的共同作用，作为煤矿物料的运输和传递的轨道，实现物料的远程运输。中部槽焊接质量的好坏直接影响着中部槽的运输效果和使用寿命。图1刮板输送机中部槽结构组成1.铲板槽帮2.中板3.齿轨座4.方孔板及垫板5.挡板槽帮6.底板2中部槽焊接质量影响因素分析SGZ800中双链刮板输送机是河南龙宇能源股份有限公司装备制造分公司首次研发的新产品，其中部槽中板采用JFE-EH-C450进口板材，厚度45mm，第一批次试焊了2节中部槽，在采用超声波探伤后发现中板焊缝中存在气孔、夹渣、裂缝、未焊透等缺陷，评定合格率仅为40%左右，为提高焊接质量，对各种影响焊接质量的因素进行了研究分析。（1）焊工焊接技术不足由于焊接培训、实操次数少导致焊工焊接技术不足。为此制定了操作人员培训计划，严格按培训计划执行，操作工年度培训次数不低于4次。同时指定由丰富经验的班组长进行拼装，焊接水平高的员工进行第1次打底。通过现场实操和讲解培训，加强员工技能操作水平，并通过不断实践讨论，提高焊接人员责任心和技能熟练度，尽最大能力制作出高质量产品。通过现场提问及实操水平的认定，操作人员对新产品的责任心都较强，参与制作人员技能水平都能符合要求。此因素不是关键因素。煤矿机械Coal Mine MachineryVol.44 No.5May.2023第44卷第5期2023年5月doi:10.13436/j.mkjx.202305032SGZ800 刮板输送机中部槽焊接质量研究与提升周继锋，闫辉，王涛（河南能源集团 龙宇能源装备制造分公司，河南 永城476600）摘要：以煤矿用SGZ800刮板输送机中部槽为研究对象，对其焊接质量进行了深入挖掘与探讨。中部槽作为矿用刮板输送机的关键部件，其各部件的焊接性能决定了使用寿命及可靠性。在中部槽实际焊接过程中，焊缝处经常存在气孔、夹渣、裂缝、未焊透等缺陷，影响着中部槽的焊接质量，降低了刮板输送机的使用性能。因此，找到影响中部槽各部件焊接质量的因素，加强焊接质量的优化提升十分重要。关键词：刮板输送机；中部槽；中板；槽帮钢中图分类号：TD528.3；TG44文献标志码：B文章编号：1003 0794（2023）05 0102 03Research and Improvement of Welding Quality of Middle Groove ofSGZ800 Scraper ConveyorZhou Jifeng，Yan Hui，Wang Tao（Longyu Energy Equipment Manufacturing Branch,Henan Energy Group,Yongcheng 476600,China）Abstract:Taking the middle groove of SGZ800 scraper conveyor for coal mine as the research object,and deeply excavated and discussed its welding quality.The middle groove is a key component of themining scraper conveyor,and the welding performance of each component determines the service lifeand the reliability.During the actual welding process of the middle groove,there are often defects suchas pores,slag inclusions and cracks and incomplete penetration at the weld seam,which affects thewelding quality of the middle groove and reduces the use performance of the scraper.Therefore,it isvery important to find out the factors that affect the welding quality of each part of the middle grooveand to strengthen the optimization and improvement of the welding quality.Key words:scraper conveyor；middle groove；middle plate；groove steel123456焊缝1、2焊缝10焊缝9焊缝3、4焊缝5、6（人工焊接）焊缝7、8中级焊缝11102（2）拼装胎具存在误差胎具未严格按照图纸要求制作，导致拼装胎具存在误差。对照图纸逐个严格检查胎具存在误差的地方，发现偏差立即修正，确保拼对胎具尺寸精确，保证拼对好的中部槽符合图纸尺寸要求。此因素不是关键因素。（3）机器人焊接参数设置不合理岗位工人操作机器人不熟练，焊接机器人操作人员未熟练掌握机器人各项技术参数。为此组织了专项培训，确保操作人员能够个人独立完成机器人编程、焊枪寻位、各项焊接参数设置等。操作人员前期已拥有使用焊接机器人焊接40T、40G、630、730、764刮板输送机中部槽自主编程和焊接经验，焊接后进行超声波探伤均能达到质量合格要求。经过一段时间的培训，技术人员根据现场焊接检查和技术参数核对，操作人员已能够独立完成焊接机器人SGZ800刮板输送机中部槽所有技术参数设定和焊枪寻位，能够熟练掌握焊接技能。此因素不是关键因素。（4）槽帮钢锈蚀严重槽帮钢长期露天存放导致待焊接部位铁锈较多，检查槽帮钢铁锈程度，对生锈槽帮钢进行打磨除锈处理。根据现场实物观察，焊接位置处的杂质在焊接过程中因高温造成Fe2O3和H2O分解,容易造成夹渣和气孔，降低了焊缝质量,严重的甚至报废。根据现场情况对槽帮钢焊接部位铁锈统一进行打磨除锈，防止焊接时产生夹渣和气孔。此因素是关键因素。（5）中板坡口不均匀坡口机器人打坡口不均匀，且未清理残渣。检查中板打坡口后是否均匀、有缺陷，清理挂渣、Fe2O3，然后用磨光机或者砂轮机将切割处磨平，顺便将切割处两侧打磨至露出金属光泽，具备装配和焊接条件。车间对打坡口中板进行现场检测，坡口机器人打坡口不均匀，且存在坡口半径和角度均不一致现象。经过现场焊接后比对超声波探伤结果，其裂缝均为坡口处和槽帮钢相接处。此因素是关键因素。（6）焊接工艺不合理分析焊接步骤、工艺、工序。检查焊接工艺、工序是否正确。对焊接工艺和工序进行分解，仔细研究每次焊接工序，确保每一步的正确性。根据现场中部槽焊接后探伤结果对不合格因素进行分析，对拼装点焊、人工打底焊（机器人打底焊）、焊丝规格型号的选择、机器人焊接次数、焊接电流、电压以及机器臂摇摆焊接的速度，进行一一核对检查，每一步都严格按照机器人操作流程进行操作。操作人员虽已拥有使用焊接机器人焊接40T、40G、630、764刮板输送机中部槽自主编程和焊接经验，但SGZ800刮板输送机中部槽比较特殊，中板采用进口钢板，板的厚度较厚，坡口面积大，要求熔深较深，必须要对机器人焊接程序及焊接参数进行相应的调整。此因素是关键因素。（7）作业场地环境不符合要求避免空气流速大、冷却过快。检查确认场地是否有风直吹焊接位置，保证焊接位置无较大对流风。周围风速较大时，有可能造成气体保护不良，焊缝表面产生气孔,但是一般不会造成焊接时内部探伤有裂缝等内部缺陷。室内气温过低可能使熔池凝结过快，造成气孔、夹渣等缺陷，且焊后应力释放快，容易造成出现裂纹等现象。经过分析，作业环境温度在1030 对焊缝影响不大。此因素不是关键因素。3中部槽焊接质量分析改进结合现场检查与实际测量，将SGZ800刮板输送机中部槽焊接质量差、探伤不合格的主要因素归结为槽帮钢锈蚀严重、中板坡口不均匀和焊接工艺不合理，并对这3个因素进行了研究改进。（1）槽帮钢锈蚀处理根据现场实物观察，槽帮钢铁锈较多，焊接时铁锈等杂质在焊接过程中因高温造成表层氧化皮分解,容易造成夹渣和气孔,影响焊缝质量,严重者甚至导致工件报废。车间根据现场情况对槽帮钢焊接部位铁锈统一进行了打磨除锈，防止焊接时产生夹渣和气孔影响焊接质量。（2）中板坡口改进坡口机器人打坡口后发现其坡口部分不均匀，焊渣未清理干净，存在很大的加工误差，跟后期焊缝探伤质量不合格有很大的关系。根据第一批次焊接采用人工焊接进行打底，机器人进行4次焊接完成焊接填缝，焊接结束后通过探伤，合格率仅为40%左右。根据探伤结果分析，其裂缝位置均在中板坡口和槽帮钢接触位置。根据探伤数据进行分析，中板和槽帮钢接触面焊接后未完全融合，即焊丝熔化后铁水未填满其两者接触面，导致探伤发现裂缝。经集思广益，多次研究改进，发现把中板倒角边打磨成圆弧过渡后，就能够促进焊丝熔化后铁水流入两者焊接接合面。中板截面中板坡口改进前、后对比如图2所示。第44卷第5期Vol.44 No.5SGZ800刮板输送机中部槽焊接质量研究与提升周继锋，等103（a）改造前（b）改造后图2中板截面中板坡口改进前后对比通过技术分析并结合现场实际情况，最终总结出最优焊接步骤：通过对中板坡口处进行打磨圆弧过渡后，在拼装胎具上进行拼装点焊，焊接防变形支撑；吊运至机器人焊接平台，通过设定机器人焊接参数进行打底，然后调节设定技术参数，进行5层焊接；通过翻转架自动翻转，中板背面进行4层焊接；拼装封底板，设定焊接技术参数，对封底板进行3层焊接。（3）焊接工艺调整根据对现场中部槽焊接后探伤结果不合格进行分析，对拼装点焊、人工打底焊（机器人打底焊）、焊丝规格型号的选择、机器人焊接次数、焊接电流、电压以及机器臂摇摆焊接的速度，进行一一核对检查，每一步都严格按照机器人操作流程进行操作。车间操作人员虽已拥有使用焊接机器人焊接40T/G、630、764刮板输送机中部槽自主编程和焊接经验，但800刮板输送机中部槽中板比较特殊，采用进口钢板，板的厚度较厚，坡口面积大，要求熔深较深，必须要调整机器人焊接程序及焊接参数，由原来的中板正面焊缝4层增加到5层，对每层焊接速度进行调整，第1层42 cm/min,第2层30 cm/min,第3层23 cm/min,第4层12 cm/min,第5层12 cm/min。中板背面焊缝增加到4层，焊接速度与正面基本一致。4结语通过对影响SGZ800刮板输送机中部槽焊接质量的各种可能因素进行分析，发现了3个关键因素，经过进一步的深入研究探讨、落实改进措施，保证了机器人焊接SGZ800刮板输送机中部槽质量合格，对以后的产品质量管理工作也积累了一些经验。参考文献：1崔海兵,郭翠绵.矿用刮板输送机中部槽焊接质量的优化改进J.机械管理开发,2018,33(12):75-76.2杨彭有.煤矿刮板机中部槽修复方案探讨J.矿业装备,2022(1):212-213.3齐卫东,殷宪波,万召田,等.煤矿刮板输送机中部槽修复方案探讨J.中国设备工程,2019(17):26-27.4孙建新,张金库,包国连,等.刮板输送机中部槽焊接变形的控制J.热加工工艺,2014,43(11):201-203.5张铮.SGZ800/800刮板机中部槽修理工艺J.矿山机械,2020,48(9):80-81.作者简介：周继锋（1977-），河南洛阳人，工程师，现主要从事煤矿综采设备制造、修理的安全、技术、质量等管理工作，电子信箱：zzjjff_.责任编辑：张欣收稿日期：20220924第44卷第5期Vol.44 No.5SGZ800刮板输送机中部槽焊接质量研究与提升周继锋，等3022301881882245R3R3104