EBZ125型掘进机左右转盘堆焊技术学习体会

文献概况与技术背景

EBZ125型掘进机是煤矿巷道掘进的专用设备，适用于煤及半煤岩巷道的掘进作业。该文献出自陕西建设机械股份有限公司重铜设备研究所，发表于2009年《矿山机械》第37卷第22期。掘进机的驱动装置左、右转盘是整个设备的核心承载部件，在掘进过程中通过转盘转动将采集的矿料经输送机构送出。由于掘进作业环境中大量存在煤、矸石及半煤岩等非金属材料，转盘表面长期承受外来非金属磨料的切削和刮擦作用，其抗磨性能直接决定了掘进机的整机使用寿命和维护周期。

转盘磨损机理分析

掘进机转盘在巷道掘进过程中，主要承受以下几类磨损机制的复合作用。首先是磨粒磨损，即煤岩颗粒对转盘表面的切削和犁沟效应，这是最主要的磨损形式；其次是微切削磨损，当煤岩中夹杂石英、黄铁矿等硬质矿物时，对转盘表面产生微切削作用；此外还有粘着磨损和疲劳磨损的叠加效应。转盘表面硬度通常要求在HRC 40-50以上，但原始材料在长期切削作用下硬度迅速下降，表面出现沟槽和剥落。

根据PDCA循环理念，对该问题的分析与改进应遵循以下逻辑：Plan阶段需明确转盘原始材料的化学成分、金相组织和硬度分布；Do阶段实施堆焊修复或预防性堆焊；Check阶段通过硬度检测、金相分析和现场耐磨试验验证效果；Act阶段对工艺参数进行优化迭代。

堆焊工艺方案与关键技术参数

针对转盘的特殊工况，堆焊工艺的选择至关重要。考虑到掘进机工作环境恶劣、停机时间有限，通常采用手工电弧焊（SMAW）或埋弧自动焊（SAW）进行多层堆焊。关键工艺参数如下表所示。

工艺参数	推荐范围	说明
堆焊层数	3-5层	根据磨损深度确定
单道熔敷厚度	2-4 mm	保证结合强度和稀释率控制
层间温度	150-250°C	防止冷裂纹，保证组织均匀
焊丝直径	φ3.2-φ4.0 mm	兼顾熔敷效率与成形质量
堆焊硬度	HRC 45-55	满足抗磨粒磨损要求
预热温度	150-200°C	降低热应力，防止裂纹

堆焊材料的选择需兼顾耐磨性和韧性。高铬铸铁型堆焊材料（如Cr 20-30%）具有优异的耐磨性，但韧性较差，容易出现脆性剥落。复合强化型材料（如高铬铸铁+碳化钨颗粒）则能兼顾硬度和韧性，在实际工程中获得较好效果。

质量控制要点

堆焊质量的控制是确保转盘使用寿命的关键。焊后应进行以下检测：一是表面硬度检测，采用洛氏硬度计逐点测量，确保硬度均匀且达到设计值；二是金相组织分析，观察堆焊层中碳化物形态和分布，理想状态下应为均匀分布的网状或颗粒状碳化物；三是结合强度检测，通过拉拔试验或弯曲试验验证堆焊层与基体的结合质量；四是外观检查，确保无气孔、裂纹、咬边等缺陷。

工程实践思考

从工程实践角度看，掘进机转盘的堆焊修复面临几个实际困难。一是转盘结构复杂，存在大量螺栓孔和安装面，堆焊时需进行有效遮蔽和防护；二是现场作业条件受限，预热和保温措施难以充分实施，增加了冷裂纹风险；三是堆焊后需进行机加工恢复尺寸精度，加工余量需提前预留。建议在实际操作中，采用分段堆焊、交替施焊的方式控制变形，并在堆焊前对基体进行打磨和清洗，去除氧化皮和油污，确保冶金结合质量。