礦用防爆對旋式軸流通風機新型輪轂焊接工藝探討

摘 要： 新型輪轂焊接質量不穩定，采用自動焊提高焊縫質量，通過工藝改進，對應措施的實施，輪轂焊縫質量和焊接尺寸精度已經穩定提高。

關鍵詞：新型輪轂 結構特點 工藝方法 焊接質量

一、引言

煤礦地面用防爆抽出式對旋軸流通風機是礦井的主要大型通風設備，直接影響煤礦井下的安全生產。葉輪中輪轂作為通風機的重要關鍵部件，從外觀、結構、性能上要求都非常高。新型輪轂采用Q345鋼板焊接結構，該輪轂形似“車輪”，其筋板類似“車輻條”，相比老結構輪轂，缺少環向輻板/法蘭支撐。在進行焊接時，如果不能嚴格對稱焊接，極易造成輪緣圓度變差，從而影響后續貼緊輪緣內壁的法蘭/輻板鉚裝困難。由于其焊縫均為筋板的焊縫，如果按照通常輪轂平放焊接，則為立焊縫，焊接質量難以保證，因此，需要將輪轂立起焊接。新型輪轂整體結構剛度較高，但焊接量較大，其應力也大，因此對于焊接順序和焊縫內在及表觀質量要求較高。為了更好的滿足煤炭行業發展的需求，提高我公司在市場上的形象，需要提高我公司輪轂焊接工藝水平，改進焊接工藝，提高輪轂表觀質量尤為重要。

二、輪轂焊接質量不穩定現狀及原因分析

輪轂主要環焊縫（如圖一所示）我公司原來一直采用傳統的CO2氣體保護焊手工焊技術，選擇用ER50-6，φ1.2焊絲進行焊接，由于焊量較大，焊接時需要進行多層多道焊，焊縫表觀質量難以控制。

輪轂筋板的焊縫如果按照通常輪轂平放焊接，則為立焊縫，焊接難度較大，焊量較大，其應力也大，焊接質量難以保證。

產生這種原因的主要因素如下：

1.輪轂結構特殊，焊接量大，主要采用手工進行焊接。由于該工藝過分依靠工人技能、責任心，質量保證困難。

2.該結構輪轂環向輻板/法蘭后焊，在進行焊接時，如果不能嚴格對稱焊接，極易造成輪緣圓度變差，從而影響后續貼緊輪緣內壁的法蘭/輻板鉚裝困難。

3.焊接時將輪轂平放在平臺上，操作者立焊焊接筋板的焊縫，焊接速度不穩定，焊縫凸凹不平；勞動環境差、強度大，生產效率低，質量難以控制。

三、焊接工藝流程及改進工藝措施，提高產品質量

1.工藝流程。輪轂焊接工藝流程如圖二所示。

2.改進工藝措施，提高產品質量。

2.1采用十字操作機+焊接系統（焊接電源、焊槍等）+變位機機構，實現輪轂環焊縫自動化焊接（如圖三所示）。對于法蘭與輪緣、加強板與軸套的外側環焊縫，采用十字操作機+焊接系統（焊接電源、焊槍等）+變位機機構，橫臂大幅度調整與機頭精細位移相結合，配合傾斜式變位機，可使得焊縫處于船型焊接位置，實現自動化焊接，從而有效提高焊縫質量。

2.2優化焊接工藝參數。

2.2.1打底焊時，焊接電流250A-280A，焊接電壓25-30V，焊接速度280mm/min。

2.2.2填充焊時采用擺動，焊接電流280A-320A，焊接電壓28-32V，焊接速度260mm/min，擺幅12mm，擺動速度30r/min，左停時間5s，右停時間5s。

2.2.3蓋面焊時，焊接電流250A-280A，焊接電壓25-30V，焊接速度280mm/min。焊縫余高≤2mm，焊接過程嚴格執行層間清理。

2.3設計輪轂焊接支架，提高焊接精度，減少焊接變形。

采用CO2氣體保護焊手工焊筋板的立焊縫，應盡量通過輪轂焊接支架使立焊縫處于平焊、橫焊、船型焊位置進行焊接。工裝原理簡圖如下（如圖四所示）。

2.4控制合理的焊接順序。筋板關于中心軸線對稱的焊縫采用雙人對稱焊接。圓周方向應采用米字型對稱焊接。

四、結語

改進后的工藝措施在輪轂生產實踐中，穩定提高了產品質量，提升了生產效率；通過實際生產運行，產品表觀質量和性能得到了顯著的提高，同時降低了操作者的勞動強度，從工藝方法上保證輪轂能符合設計及標準要求，為用戶提供安全可靠的產品。焊縫質量如圖五所示：改進后的工藝現已納入我公司正常工藝進行生產。

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作者簡介：張海紅（1988—），本科，助理工程師，主要從事風機焊接工藝工作。