皮带输送机滚筒焊接工艺的改进

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      滚筒是皮带输送机的关键部件，起驱动输送带运行的作用，滚筒制造质量直接影响输送机运行的可靠性。
      1、滚筒结构分析
      滚筒由轴、圆筒及两个接盘组成，接盘是铸件，圆筒由钢板卷成。其结构及材质如图1、表1所示。

1-滚筒轴 2-圆筒 3-焊缝 4-接盘
图1  滚筒结构示意图

表1  滚筒各组成部分材质

名称	轴	圆筒	接盘
材质	40Cr	16Mn	ZG25

      轴与接盘平键联接，接盘与圆筒焊接，驱动力传递给滚筒轴，轴带动滚筒整体转动，从而驱动输送带运行。接盘与筒体之间的焊接是制造滚筒的关键工艺，以前国内的滚筒常在接盘与圆筒的焊缝处破坏。按设计要求，焊缝质量必须达到JB1152-81超声波探伤Ⅱ级标准。
      结构是对接，如果仍用埋弧焊打底焊，就会产生烧穿现象。如图1所示滚筒轴的中段粗，轴和圆筒及接盘必须同时装配，也就是在焊接前必须将轴穿入接盘及圆筒。这样在焊接时，焊缝内侧就无法加焊药垫施焊，只能在外侧单面焊。另外，在设计上不允许在焊缝内侧加垫板，只有在焊缝内侧不加垫板的情况下，采用单面焊双面成形的方法焊接，并达到探伤标准。如出现焊缝根部未熔透或烧穿缺陷，返修相当困难，只能一次焊成合格。
      2、焊接工艺的确定
      (1)焊接方法。经试验，确定采用CO2和Ar混合气体保护焊打底焊，然后用埋弧自动焊接的焊接方法。混合气体保护焊能克服CO2气体保护焊的缺点，能保证焊接质量。焊接时，将滚筒放在滚轮架上转动，转速可以控制。打底焊时焊枪手工操作，采用单面焊双面成形的方法焊接，保证焊缝根部能熔透又不出现焊穿等缺陷。其余各层焊缝的施焊可将焊枪或埋弧焊机头固定在滚筒焊缝上方水平位置，利用滚筒转动实现焊接自动化。
      (2)焊接材料。①气体保护焊材料：焊丝H08Mn2SiA，直径1.2mm，保护气体25%CO2+75%Ar；②埋弧焊材料：焊丝H08A，直径4mm，焊剂431。
      (3)焊前准备。清除坡口和坡口两侧50mm范围内及焊丝上的水、锈、油污等杂质。焊剂431须经250℃烘干2h后再使用。
      (4)滚筒装配和坡口尺寸。①滚筒装配时轴和圆筒及接盘应同时装配，先将一个接盘装在轴上，然后将轴穿入圆筒，接盘与圆筒对正后用联接板定位焊，再将另一接盘装在轴的另一端以同样方法固定圆筒和另一接盘；②坡口尺寸：坡口尺寸的关键是间隙和钝边的大小，若间隙小、钝边大，焊接时不易熔透，反之又容易出现烧穿现象，经试验，确定合适的坡口尺寸。另外，为保证焊缝根部不出现缺陷，不允许在坡口内定位焊，用联接板在坡口外固定焊，打底焊后再去掉联接板。
      (5)焊接工艺参数。第一层打底焊和第二层焊缝采用气体保护焊，其余各层用埋弧自动焊接。各层工艺参数见表2。

表2  焊接工艺参数

焊接方法	25%CO2+75%Ar气体保护焊			埋弧自动焊
焊缝	1层	2层	3层	其余
焊接电流/A	130～150	180～210	380～420	590～640
焊接电压/V	19～21	22～24	30	33
焊接速度/m·h-1	27	30	34.6	27.7
气体流量/l·h-1	15～20	15～20

      (6)焊后回火。由于滚筒轴已经调质处理，如滚筒整体回火会降低轴的性能，只能对焊缝局部回火处理。采用了履带式远红外加热器对焊缝回火处理，消除焊接残余应力，即将加热器包在焊缝上，再盖上保温棉。
      焊缝回火24h以后，按皮带输送机http://www.yuyin.sh.cn滚筒设计标准对焊缝探伤检验。按以上工艺焊接滚筒，焊缝质量均能达到设计要求。