锚链轮是煤矿刮板输送机和转载机的重要部件，在运转过程中，锚链轮的链轮与链条之间会有磨损，然而链条的耐磨性要远大于链轮的耐磨性，所以，使用一段时间后链轮的链窝尺寸会磨损加大，导致链条跳链，锚链轮失效。综采锚链轮失效的原因多数是由于链轮链窝的磨损导致跳链造成的，轴承、浮封环、轴承座等部件故障率低，检修链轮的同时也要更换轴承及浮封环。为了保证生产，综采班组会根据锚链轮的使用情况有计划的进行检修。现阶段修复锚链轮采用较多的方法就是更换链轮，但这会相对增加成本，如采用链轮链窝处堆焊的工艺进行修复会大大节约成本，为了保证锚链轮链轮的修复质量，应制定一套符合生产情况的堆焊修复工艺。
1 锚链轮的结构
1-轴；2-链轮；3-浮封环；4-轴承；5-轴承体
图1 锚链轮结构示意图
综采刮板机和转载机用锚链轮分机头轴组与机尾轴组，机头作为传动轴组，机尾作为从动轴组，根据使用情况有单驱动和双驱动之分，但基本结构一致，维护与修复的方法大同小异。
2 链轮的结构
图2 链轮结构示意图
链轮的材质大多采用42CrMo材质，链轮采用锻造和淬火等工艺，以提高链轮的耐磨性，首先要求锻件表面不得有裂纹、夹层、褶皱、锻伤、夹渣、结疤等缺陷，锻打后的毛坯需要进行一级探伤，保证链轮体中间没有裂痕。其次是链轮表面淬火，链轮齿面淬火硬度HRC50～55，淬硬层深度10mm。
3 链轮的修复工艺
3.1 堆焊前准备
焊材的选择：链轮的材质是42CrMo，根据合金钢熔接性能和耐磨要求,选用TUY-QD212气保焊丝，并采用CO2作为保护气体进行堆焊。
表1 42CrMo钢的化学成分
化学元素 C Si Mn P S Cr Mo
组分Wt% 0.43 0.31 0.67 0.014 0.007 1.09 0.20
调质quenching+tempering No.12 860℃淬油，再390℃回火处理。硬度值HRC48-52。
表2 TUY-QD212焊后金属化学成分
化学元素 C Mo Cr Mn Si Ni
组分Wt% 0.45 2.19 3.85
补焊后，补焊区域的硬度值在HRC50～60之间。
3.2 堆焊区的要求
链窝周边两侧母材表面50mm宽范围内的氧化物、油、垢锈等彻底清理干净，呈现均匀的金属光泽，并用角磨磨到能焊接10mm以上的深度范围。
3.3 堆焊过程的控制
3.3.1 焊前预热
由于是合金钢补焊耐磨层，所以淬硬倾向、冷裂倾向较大，为了防止裂纹，固在焊接前应进行预热。预热温度根据ISO13916标准及结合实际情况采用预热温度为120℃～150℃之间，预热要均匀，预热范围不小于50mm。
3.3.2 堆焊过程控制
在堆焊过程中采用多层堆焊，每层堆焊焊接时，每焊完一层在补焊金属的热态状况下，立即用锥形园头手锤均匀敲击补焊金属，使补焊金属得到延展，从而减小或消除焊接应力，一般堆焊的最后一层（盖面层）不敲击。
3.3.3 堆焊参数的选择
焊接参数：电流160～180A，电压18～22V，送丝速度40～68cm/min，气流量20～25L/min。引、收弧要在引弧块上进行，堆焊过程中要控制层间温度，最高温度不超过250℃，最低温度不能低于预热温度。
3.3.4 焊后缓冷
焊接结束后用石棉被保温，缓冷至室温。
3.3.5 焊接质量的控制
堆焊过程，每一层堆焊层表面不允许存在裂纹、焊渣、焊瘤、等堆焊缺陷，发现以上缺陷需进行修补修磨。
3.4 堆焊后的整形
堆焊后的链轮要进行链窝修整，用躺床、铣床或打磨的方法加工链轮链窝到标准尺寸。
3.5 堆焊缺陷的返修
堆焊过程中的缺陷可以通过打磨或机械加工去除，缺陷去除后同样要预热后进行焊接，补焊时的预热、层温可采用堆焊时的温度，同时也要缓冷。
4 检验
对链轮齿进行渗透和磁粉探伤，是修复后链轮检验诸项目中的关键检验项目，对裂纹、气孔、夹渣、咬边等缺陷为验收合格标准。
5 结论
经过实践证明，采用链窝堆焊修复到原尺寸的方法经济可靠，再次服役时间不低于新品寿命，大大节约了生产成本，现生产现场使用的的刮板输送机锚链轮仅有10%是新制产品，其中90%以上是通过检修后再服役的。所以，重视检修质量、检修方法是很有必要的，从经济、环保、节能的方面考虑，选用链窝堆焊的修复方法是可行的。
参考文献
[1]GB/T 24503-2009，矿用圆环链驱动链轮[S].
[2]MT/T 465-1995，矿用刮板输送机驱动链轮检验规范[S].
[3]简明焊工手册[M]．3版．北京：机械工业出版社，2000．
收稿日期：2018-03-12
作者简介：马跃（1987-），男，辽宁阜新人，阜新市金广矿山机械制造有限公司机械工程师，研究方向：机械设备制造、检修及技术管理。
