1、問題的提出
    霍林河煤業(yè)集團(tuán)公司南露天礦有2臺(tái)錘式破碎機(jī)用于原煤的破碎任務(wù)，單臺(tái)生產(chǎn)能力為2 000 t／h，是原煤生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備。其中二號(hào)破碎機(jī)是洛陽(yáng)礦山設(shè)備廠生產(chǎn)的，于1992年投入使用。
    破碎臂是錘式破碎機(jī)破碎原煤的主要部件，它既承受強(qiáng)烈的磨擦磨損，又承受強(qiáng)烈的沖擊載荷和交變應(yīng)力的作用。由于長(zhǎng)期的荷載沖擊和交變應(yīng)力作用，致使二號(hào)破碎機(jī)破碎臂臂葉邊部至軸套根部出現(xiàn)裂紋，見圖1。如果繼續(xù)使用就有斷裂的危險(xiǎn)。為不影響生產(chǎn)，決定采用焊接修復(fù)方法進(jìn)行修復(fù)。
2、焊接材料及可焊性分析
2.1基體
    破碎臂是由130mm厚的20CrMnTi鋼板加工后，經(jīng)過滲碳處理組合焊接成結(jié)構(gòu)件，其機(jī)械性能和化學(xué)成分見表1。
    破碎臂滲碳的主要目的在于提高其表面硬度、耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，同時(shí)保持芯部的良好韌性，其滲碳層約1mm。
2.2可焊性
    根據(jù)20CrMnTi的化學(xué)成分計(jì)算得出其碳當(dāng)量為0.56，可焊性較差，而且又是大型鋼結(jié)構(gòu)件，從破碎臂承受回轉(zhuǎn)沖擊負(fù)載角度考慮，選用低匹配異質(zhì)焊條電弧焊方法焊接。充填層選用塑性和韌性較好、抗拉強(qiáng)度較高的不銹鋼A507焊條，其機(jī)械性能和化學(xué)成分見表2。
    焊縫為純奧式體，可溶解更多的氫，避免了焊縫中的氫向熔合區(qū)擴(kuò)散，防止裂紋的產(chǎn)生。表面采用D337焊條堆焊鋪面，提高表面硬度，增強(qiáng)焊縫區(qū)域的抗磨性。
3、焊接工藝
    (1)焊前徹底清除修復(fù)部位的鐵銹、雜質(zhì)，并去除焊縫邊緣50 mm左右的滲碳層，深度大于1mm，防止?jié)B碳層中的碳熔入焊縫，產(chǎn)生裂紋。
    (2)用氣刨刨出U型坡口，去除焊縫附近疲勞層，坡口以不見裂紋為止，并用風(fēng)鏟除去積碳和雜質(zhì)。
    (3)用∮3.2、A507焊條打底，焊接電流為90~110 A；焊接時(shí)采用∮4.0、A507焊條，焊接電流為110~140A，焊接電壓為28~32V直流反接，連續(xù)施焊，保證層間溫度在150℃左右。采用小電流、低能量、窄焊道、多層焊。因?yàn)槊康篮缚p均對(duì)前一道焊縫產(chǎn)生一定的自回火作用，有助于消除部分焊接應(yīng)力。每層焊接完畢后，用風(fēng)鏟在焊縫上逐步錘擊，有助于焊接應(yīng)力釋放。
   (4)焊前焊條須在350。C烘箱內(nèi)烘焙2h，隨烘隨用。
   (5)在焊縫接近坡口上平面2~3 mm時(shí)，采用D337焊條進(jìn)行堆焊，其電流為100~120 A，電壓30~ 34 V，將其堆焊至平面。
   (6)最后在破碎臂裂紋起源端用25 mm厚的16Mn板做加強(qiáng)板，用∮4.0、A507焊條將其焊在裂紋起源側(cè)位置上，兩端不封口，這樣有助于加強(qiáng)板受力時(shí)伸縮。
   (7)焊后將破碎臂加熱至100。C后緩冷至室溫，防止裂紋產(chǎn)生。
4、結(jié)束語(yǔ)
    大型破碎機(jī)的破碎臂屬于耐用件，一般礦山都很少備用，一旦發(fā)生開裂故障都必須緊急處理。實(shí)踐證明采用上述焊接工藝進(jìn)行焊修，是處理此種故障非常有效的方法，速度快、成本低。我公司采用此工藝已修復(fù)的2件破碎臂，安裝到破碎機(jī)上使用近1年，至今未出現(xiàn)異常，取得了良好的效果。