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  因装载机及挖掘机铲斗前部斗齿及主刀板硬度低、耐磨性差且韧性不足,在磨粒冲击力和滑动摩擦力的双重作用下,易发生脆断。据不完全统计,全国每年消耗的斗齿及主刀板达数百吨之多。

  耐磨堆焊是在碳钢或低合金钢零件表面堆焊上一层耐磨合金。这样,既能提高零件的耐磨性,满足主刀板及斗齿的使用要求,又能保持原件的强度和韧性,降低原件基体材料的成本。

  一、堆焊工艺

  1.堆焊方法

  选择堆焊方法时,应满足以下要求:即稀释率低;熔敷速度和效率高;工件尺寸、形状复杂程度和批量大小;综合成本低。

  综合考虑铲斗具体结构和上述因素,可选手工电弧焊。

  2.堆焊材料

  堆焊金属的选用原则:一是能满足零件工作时的性能要求。二是具有良好的焊接性,在现场条件下应易于施焊并获得与基体结合良好而无缺陷的堆焊层;须注意堆焊金属与基体的相溶性,充分估计到基体稀释对堆焊层性能的影响;当基体碳当量较高时,为防止裂纹,可考虑预热、保温缓冲的工艺;若不可行时,再考虑利用过渡层解决。三是考虑堆焊的经济性,所选堆焊合金应是使用性能相同的多种合金中价格最低廉的一种,同时还应是焊接工艺最简单、加工费用最少的一种。

  由于铲斗主刀板及斗齿受到强烈冲击造成的凿削式磨料磨损,应选用能抗冲击磨损的堆焊合金焊条。据此要求,通过查阅资料、通过试验,最后选定性价比较高的堆4102及堆1102焊条。

  3.主刀板的堆焊工艺

  (1)工艺参数

  从主刀板的特点、生产效率及降低稀释率等因素考虑,宜选择:堆焊焊条4102,焊条直径?准4mm;电弧稳定的AX5-500型直流焊机,直流反接接法,焊接电流160A。

  (2)注意事项

  ①焊接前将待堆焊部位的氧化皮、锈蚀、水分和油污等去除干净。

  ②若主刀板堆焊选在铲斗焊接完成之后进行,则堆焊引起的主刀板扭曲变形难以矫正,为此,堆焊应在主刀板组焊到铲斗之前进行。

  ③由于主刀板细长,堆焊时极易引起扭曲变形,校正十分麻烦。为防止焊接变形,堆焊前应将其固定在拘束度较大的金属框架上,并采用分中、分段退焊法施焊。

  ④为提高生产率及减少稀释率,宜采用下坡焊的操作方法。

  ⑤若堆焊引起主刀板变形,应用油压机等校平。

  ⑥堆焊完成后堆焊层的硬度应大于HRC50。

  4.斗齿堆焊工艺

  (1)由于对斗齿的硬度要求比主刀板的高,且焊接性差,若用焊条1102直接堆焊,虽硬度能达到要求,但因两种材料的线膨胀系数差别大,堆焊层易剥离。为此,需增加一层过渡层,选择?准4mm的焊条4102先堆焊过渡层,再用焊条1102堆焊作为盖面层,两层厚度之和为5~6mm,各占1/2左右,面层硬度大于HRC60。

  (2)斗齿堆焊时热量较集中,为防止其变形,一般应同时堆焊4个斗齿,采取短焊道焊,依次轮换进行,使热量积聚减少到最低限度。

  (3)耐磨堆焊既可以在新斗齿上进行(防护),也可用于旧斗齿的修复。修复旧斗齿时须先用普通焊接材料将磨损严重的部位填平,之后采用上述堆焊工艺堆焊一层耐磨材料。

  


  二、焊接成本

  以LG916系列装载机主刀板为例,有效堆焊长度为2140-6×88=1612(mm),堆焊焊条质量为2×3.5×0.45×161.2×7.8/1000=4.0(kg)。

  堆焊主刀板铲刃一次的费用:

  焊条4.0×40=160(元),工时2.5×5=12.5(元),电费30×0.63=18.9(元)。合计费用160+12.5+18.9≈191(元)。

  从市场反馈信息看,采用耐磨堆焊后的铲斗寿命是普通铲斗的3倍。更换一台装载机主刀总成每次合计费用不低于600元。可见耐磨堆焊铲斗效益很明显。

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