皮带机滚筒焊接工艺探索

1皮带机及滚筒结构组成

皮带机又被称为带式输送机，目前，煤矿行业中常用的形式有移动式和固定式，主要包含了输送带、滚筒、支架、电机等部件组成，具有结构简单、输送效率高、输送平稳、故障率低、噪声低、操作方便等优点，其电机的驱动方式主要包括电动滚筒驱动和减速电机驱动。滚筒作为皮带机的重要组成部件，通过自身转动实现了输送带的输送作用，其制造结构质量直接影响着皮带机的输送效果和运行安全[2]。按结构组成来分，滚筒可分为改向滚筒何传动滚筒，其结构主要由滚筒轴、接盘及圆筒等组成，其中，圆筒主要通过钢钣金卷缩而成，接盘采用传统铸造件结构。滚筒的结构（见图1）和目前应用较为普遍的材料，如表1所示。

2皮带机滚筒焊接分析

在滚筒生产过程中，滚筒轴通过平键与接盘进行连接，接盘与圆筒采用焊接方式连接，驱动电机通过输出轴将动力传递至滚筒轴，从而带动滚筒整体的转动。其中，接盘和圆筒之间的焊接工艺和焊接质量成为滚筒中的关键因素。针对此焊接部位采用传统的焊接方式经常导致焊缝发生裂缝、开裂等现象。而参考相关标准要求，焊缝的焊接质量等级需满足GB/T8110—2008《气体保护电弧焊用碳素钢、低合金钢焊丝》标准[3]，若采用埋弧焊，极可能导致焊接部位出现烧穿现象。根据图1所示，各关键部件必须同时进行装配，这样会导致在焊接时，焊接只能在外侧进行单面焊，而其装配的内部位置无法进行焊接。同时，在焊接工艺设计过程中，只能在焊缝内侧不加垫板情况下，采用单面焊的方式对接盘和圆筒进行焊接，并要求一次性焊接合格，以保证其达到焊缝探伤标准。

3滚筒焊接工艺的确定

3.1焊缝的清理。由于工件上存在的金属成分、组织、碎金属等，将对焊缝的焊接质量造成较大影响，为保证焊缝的焊接质量，需要对焊前、焊后时工件上的金属成分进行除锈、去氧化皮、除毛刺和焊渣等表面清理，可通过磨光机、砂轮机、风铲等工具配合清渣剂进行清理，保证在焊接过程中焊缝的焊接质量。3.2焊接材料的确定。结合工程实际，滚筒的筒皮通常选用Q235材料，接盘通常采用ZG25型材料，因此，所选用焊接材料材质需与工件材质相当，以满足焊后焊缝的焊接质量。在焊接过程中，焊缝的强度需小于工件的自身强度，若焊缝强度过高，将导致焊缝的塑性和抗裂性等性能出现下降趋势，影响着焊接结构的可靠性和安全性[4]。同时，针对焊接方式采用了自动埋弧焊方式进行焊接，具有焊接质量高、焊接效率好、劳动条件优等特点。因此，焊接所需的焊丝选用H08A型号直径为4.5mm的实心焊丝，并通过HJ431焊剂进行配合，以此保证焊接过程中焊缝具有良好的脱氧性能，使其满足焊接结构强度要求。3.3工艺参数的确定。根据焊接材料，确定了此焊接时的坡口形式为直缝焊接坡口，如图2所示。结合焊接厚度、工件材质及坡口形式，确定了焊丝材料的相关参数及针对不同焊接层数所确定的焊接电流电压值[5]，其值如表2、表3所示。3.4焊接装置的选择。在焊接装置选择时，结合操作安全，要求所选焊接装置需满足：设备电缆无开裂、短路现象，能正常运行。所选用焊接设备主要包括焊机、焊枪、电源、焊丝等。为保证皮带机滚筒在焊接过程中能正确、快速完成焊接作业，设计了一套焊机可调的保证结构，该系统中将焊机可根据不同型号规格的滚筒进行左右移动调节，具有通用性强，操作灵活等特点，可满足多种滚筒的焊接需求。3.5焊后质量保证。由于滚筒在焊接前已经进行了材料的调质处理，因此，在工件焊接后，可采用远红外加热器对关键焊缝的局部地方进行焊后回火处理，以消除焊缝的残余应力[6]。工件焊接后，需对其焊接外观的质量进行焊缝检验，并参照相关标准要求，对关键地方的焊缝进行超声波探伤检测，针对有缺陷的焊缝，需进行打磨切除后重新进行焊接，并进行再次检查探伤，保证所有的焊缝质量都能满足焊接要求。

4结论

设计一套焊机可调的保证结构，需明确焊缝的清理要求，确定焊接材料与焊接工艺参数值，并针对焊后焊缝质量，需进行焊缝的残余应力的消除、焊缝外观检验和超声波探伤检测、缺陷焊缝的重新焊接与再次检查探伤工艺，以保障焊接质量，延长皮带机滚筒的使用寿命。

参考文献

[1]陈红.皮带机滚筒焊接工艺研究[J].煤矿现代化，2009（4）：40-43．

[2]柔艳成.带式输送机改向滚筒断裂个案分析[J].科技视界，2013（22）：170-75．

[3]尹德辉.皮带机滚筒焊接工艺改进[J].设备管理与维修，2013（8）：52-53．

[4]李鳌.皮带机滚筒焊接工艺改进[J].现代矿业，2018，34（4）：140-141.

[5]巩晓慧，李纪领.中部槽焊接工装的改进设计[J].煤矿现代化，2017（4）：127-129.

[6]张亚鹏.皮带机滚筒焊接工艺探讨[J].机械管理开发，2017，32（7）：42-43.

作者:李小兵 单位:山西焦煤汾西矿业（集团）设备修造厂