堆焊技术在煤矿综采设备溜槽修复中的应用学习体会

文献概况

本文发表于2007年《矿山机械》第35卷第6期，作者张新华和李静来自山东济宁矿业集团。文章以年产设计生产能力150万吨的大型现代化矿井为背景，探讨了堆焊技术在综采设备刮板输送机溜槽修复中的应用。两个工作面全部使用刮板输送机运输煤炭，经过一个使用周期后，大量溜槽发生局部严重磨损，面临"弃之可惜"的困境。

综采设备溜槽磨损机理分析

刮板输送机溜槽是综采工作面运输系统的核心部件，其工作环境极为恶劣：

• 载荷条件：承受煤炭自重、刮板推力、转载冲击等多重载荷；
• 磨损类型：以磨粒磨损为主，兼有粘着磨损和疲劳磨损；
• 磨损部位：溜槽中部槽的底板和侧板是主要磨损区域，尤其是与刮板链接触的区域；
• 磨损速率：在硬岩层条件下，溜槽底板磨损速率可达0.5～2 mm/月。

溜槽失效后，若直接报废，不仅造成巨大的材料浪费，还影响生产连续性。因此，溜槽修复成为煤矿设备维护的重要课题。

堆焊修复工艺方案

常用堆焊材料对比

堆焊工艺参数

工程实践中的关键问题

1. 堆焊层与母材的匹配

溜槽母材通常为Q345或Q460等低合金高强钢，其碳当量较高，焊接性较差。堆焊材料硬度高、脆性大，与母材之间存在较大的热膨胀系数差异和硬度梯度。这导致堆焊层容易产生裂纹，尤其是在冷却过程中。

应对措施：

• 采用多层多道焊，第一层采用过渡层焊材（如E5016），后续层采用高硬度堆焊焊材；
• 严格控制预热和层间温度；
• 焊后进行去应力退火处理。

2. 堆焊层耐磨寿命预测

堆焊修复后的溜槽使用寿命取决于堆焊层的耐磨性、堆焊层厚度以及工况条件。可通过以下方法估算：

• 堆焊层耐磨寿命 = 堆焊层厚度 / 月磨损速率；
• 例如：堆焊层厚度4 mm，月磨损速率1 mm/月，则理论使用寿命为4个月。

实际使用中，由于堆焊层表面不平整、局部应力集中等因素，实际寿命可能低于理论值。因此，堆焊层应预留足够的加工余量，并在修复后进行精加工。

3. 经济性分析

堆焊修复的经济性取决于溜槽的剩余使用寿命和修复成本。对于仍有较大使用价值的溜槽，堆焊修复是经济合理的选择。

学习心得与启示

这篇文献反映了2007年前后煤矿综采设备修复技术的实际应用状况。文章提出的"弃之可惜"的困境，正是当时许多煤矿企业面临的现实问题。在产能快速扩张的背景下，设备更新速度快、备件需求大，堆焊修复作为一种有效的再制造手段，对于降低生产成本、提高设备利用率具有重要意义。

从技术发展的角度看，目前煤矿综采设备溜槽的修复已发展出多种先进方法：

• 激光熔覆：低热输入、低稀释率，堆焊层与母材冶金结合良好，耐磨寿命长；
• 冷金属过渡（CMT）堆焊：低飞溅、低热输入，适合现场修复；
• 超音速火焰喷涂（HVOF）：高结合强度、高耐磨性，适合大面积修复；
• 电弧堆焊+快速冷却：通过工艺优化提高堆焊层性能。

然而，无论技术如何进步，堆焊修复的核心原则始终不变——选择合适的材料、控制工艺参数、确保冶金结合质量。这篇文献虽然年代较早，但其提出的工程问题和解决思路至今仍具有参考价值。