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[摘 要]由于各种外部因素的影响，煤矿机械稳定性能会逐渐变差，导致裂缝或各种破坏现象。部分损坏的零件必须用焊接修复。此时，必须尽快采用可靠的焊接修复工艺，制定优质高效的维修方案，在最短的时间内恢复其性能。
[关键词]煤矿；煤矿机械零件；焊接修理法
中图分类号：TD407 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）41-0007-01
前言
焊接是煤矿机械结构修理工作中的重要工艺之一，由于焊接工艺成本低生产效率高、质量可靠，不仅一些焊接结构可以采用焊接方法修理，是煤矿机械上一些其他方式连接的结构，如果产生损伤，在修理时也经常采用焊接的方法。
1 先进焊接技术在煤矿机械修理中的运用
1.1 激光焊技术
现阶段激光焊技术不仅应用于煤矿机械制造领域，还在煤矿机械结构损伤修复中发挥了重要的作用，激光焊技术是以激光为热源的焊接技术，而激光产生的高温能够把材料内部大部分杂质汽化，极大的改善和提高了焊缝的煤矿机械性，具有加热范围小，接性能好，残余应力和焊接变形小的优点，目前我国激光焊修复技术已经应用于煤矿机械钛合金机尾罩的损伤修理，发动机局部缺损的熔覆再制造等中去。
1.2 氩弧焊技术
虽然氩弧焊技术有着成本高，清理工作和防护措施比较复杂等缺点，但是许多煤矿机械大修工作中都会用到氩弧焊技术，所以需要投入更多的人力，物力和财力进行深入研究，如果现阶段煤矿机械修理需要用到氩弧焊技术时，就需要技术人员和修理人员提前做好焊前清理工作和防护措施，使得氩弧焊技术能够利用现有条件和可靠环境发挥其积极作用，并且不断提高工作质量。
1.3 搅拌摩擦焊技术
搅拌摩擦焊技术的工作原理是利用搅拌头插入待焊界面，在摩擦加热过程中使得被焊金属材料温度升高，从而可以在推力，压力和挤压力的作用下实现焊接材料的扩散连接，因为搅拌摩擦焊技术有着焊接质量好，修理可靠性高，修理效率高的优点，所以当前阶段我国自主研制的大煤矿机械货舱地板和斜台地板等都利用搅拌摩擦焊制造。
1.4 高频感应钎焊
当前阶段运用比较广泛的高频感应钎焊工艺是固定式钎焊和安装式钎焊，在煤矿机械断裂，磨损的钛合金导管原位修复工作方面有着出色表现，所以被广泛的应用到了煤矿机械制造和修理中去，尽管目前美国的高频感应钎焊技术比较领先，但是国内的理论与应用方面的研究取得了不错的成绩，在未来发展与创新中将发挥更加重要的作用，
1.5 钢基焊条冷焊法
焊条采用低碳钢焊芯，焊后焊接接头中易出现热裂纹、冷裂纹和淬硬组织，熔合区白口宽度较大，焊接质量不能令人满意，但价格便宜，目前仍有一定应用。钢基焊条有下列三种：EZFe-1型低碳钢芯氧化性药皮焊条。药皮中含有较多赤铁矿、大理石等强氧化性物质，目的是通过碳的氧化反应来降低焊缝中的含碳量。第一层焊缝的碳的质量分数平均为0.8%，属高碳钢，焊缝硬度达40～50HRC，熔合区白口层宽约0.2mm，接头无法加工。常用于不要求加工、致密性及受力较低的缺陷部位的焊补。EZFe-2型低碳钢芯铁粉型焊条。药皮为钛钙型。第一层焊缝碳的质量分数可降至0.48%～0.56%，属中碳钢上限，最高硬度达320HBS，仍难于加工。常用于非加工面的焊补。EZV型低碳钢芯低氢型药皮高钒铸铁焊条，致密性好、塑性高（伸长率28%～36%），且抗拉强度可高达558MPa。但熔合区的白口较严重，加工困难。常用于非加工面的焊补。
1.6 镍基焊条冷焊法
对焊后要求煤矿机械加工的重要铸件，多采用非铸铁组织的焊条，以便得到硬度不太高，塑性较好的焊缝。通过一定的工艺配合，可以获得良好质量的焊缝。镍基焊条有采用纯镍、镍铁和镍铜合金作焊芯，强还原性石墨化涂料，焊缝是相应的镍基合金组织。焊缝具有良好塑性，较高抗裂性和易于煤矿机械加工的特点。因为镍是扩大奥氏体区的元素，奥氏体能很好地溶解碳而又不与碳形成渗碳体。镍也不与碳形成化合物，而是很好地溶解到铸铁里去，成为Fe—Ni合金。同时镍又是一种促进石墨化元素，因而能减弱半熔化区白口层的形成。镍基合金焊缝的良好塑性，可松弛焊接应力，避免热应力裂纹。上述三种镍基焊条的性能不完全相同，其中纯镍焊条有较好的抗裂性和切削加工性，强度稍高于常用灰铸铁；镍铁焊条有强度高、塑性好等优良的煤礦机械性能，线膨胀系数较小，抗裂性较好，适用于焊接球墨铸铁、高强度铸铁和重要灰铸铁件；镍铜焊条收缩率较大，抗裂性、强度相对稍差。由于镍是稀贵金属，焊条价格较高，使用上常受成本限制。
1.7 铜铁焊条冷焊法
铜铁焊条含有大量的铜（75%～85%），它起了以下作用：紫铜的强度与一般灰铸铁相近，塑性非常好，易产生塑性变形以松弛焊接应力，减小焊缝裂纹倾向。铜的熔点（1083℃）比铸铁熔点低。电弧焊时，焊条的熔化速度大于母材，减少了母材的熔化，使母材中的碳硅元素少向焊缝金属过渡，对防止白口及产生裂纹都很有利。铜不溶解碳，又不与碳化合生成脆硬组织，绝大部分的碳与铜是以煤矿机械混合物状态存在。铜又是一种弱石墨化元素，对减少半熔化区白口有一定作用。在以铜为基础加入铁的目的是在于提高电弧燃烧的稳定性和焊接接头的强度，并改善致密性。铜铁含量比例要适当，铁含量多（>30%）时，会由于母材中碳的扩散而增高焊缝的硬度，塑性降低，易裂并难于煤矿机械加工。铜铁焊条的抗裂性能较好，焊后焊件变形较小，但缺点是焊缝金属组织及硬度不一致，以及在半熔化区仍可能出现白口，影响加工性能。此外，在金属结晶过程中，铜的反应易使焊缝产生气孔。铜铁焊条冷焊法采用前述冷焊工艺操作，使用直流电源反极性连接，并用短弧施焊。焊后趁红热锤击焊缝，以消除焊接应力及增加致密性。
2 焊后检验
对焊接修复区进行检验，是不可忽视的关键环节，保证焊接修理质量的一个重要手段。
2.1 外观及尺寸检验
用5～20倍的放大镜检查焊缝是否符合要求，有无裂纹、假焊、弧坑、未焊透、烧穿、咬边等缺陷。
2.2 气密性检验
各类密闭容器、导管经焊接修理后，需要检查气密性。检验油箱时用导管连接油箱口，将其余的孔堵塞，向油箱内通入压缩空气，焊缝表面涂上肥皂水，若发现肥皂泡，应重新补焊。
2.3 射线探伤检验
利用射线在缺陷处和无缺陷处被吸收的程度不同，通过接头后强度的衰减差异，作用在胶片上的感光程度也不一样，这样通过观察底片上的影像，就能够发现焊缝内有无缺陷及缺陷的种类、大小和分布。
3 焊接变形的矫正方法
3.1 火焰矫正法
该方法的作用原理是在对变形结构的金属进行火焰加热，这些加热部位冷却后就会出现一种压缩塑性变形，这种变形是一种不可逆的变形类型，如此就能够实现矫正变形的目的。但是，需要注意的是火焰矫正法是直接对准构件加热，且一般均会消耗材料的塑性，所以对于一些脆性比较差的材料而言，这种矫正方法还是慎用为好。另外，在进行火焰集中加热过程中，必须要非常注意控制加热温度，尽可能保持温度在一个适中的位置，避免温度过高或者过低影响煤矿机械性能和无法实现矫正目的。
3.2 煤矿机械矫正法
所谓的煤矿机械矫正法就是通过外部煤矿机械用力施压与变形结构，使结构恢复原态的一种矫正方正。这种矫正方式相对于火焰矫正法而言具有不会消耗材料塑性的特点。
结束语
由于煤矿机械损伤形式多种多样，实施修理的方法也更为灵活，只有在平时的工作中不断总结，积累经验，战时才能得心应手，圆满完成应急抢修装备保障任务。
参考文献
[1]巩新，苏振国，李丹.论船体结构焊接变形的控制与矫正[J].中国科技博览，2017（24）.
[2]张宁园，张绪旭.船体结构焊接变形的控制与矫正[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2016（07）
[关键词]煤矿；煤矿机械零件；焊接修理法
中图分类号：TD407 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）41-0007-01
前言
焊接是煤矿机械结构修理工作中的重要工艺之一，由于焊接工艺成本低生产效率高、质量可靠，不仅一些焊接结构可以采用焊接方法修理，是煤矿机械上一些其他方式连接的结构，如果产生损伤，在修理时也经常采用焊接的方法。
1 先进焊接技术在煤矿机械修理中的运用
1.1 激光焊技术
现阶段激光焊技术不仅应用于煤矿机械制造领域，还在煤矿机械结构损伤修复中发挥了重要的作用，激光焊技术是以激光为热源的焊接技术，而激光产生的高温能够把材料内部大部分杂质汽化，极大的改善和提高了焊缝的煤矿机械性，具有加热范围小，接性能好，残余应力和焊接变形小的优点，目前我国激光焊修复技术已经应用于煤矿机械钛合金机尾罩的损伤修理，发动机局部缺损的熔覆再制造等中去。
1.2 氩弧焊技术
虽然氩弧焊技术有着成本高，清理工作和防护措施比较复杂等缺点，但是许多煤矿机械大修工作中都会用到氩弧焊技术，所以需要投入更多的人力，物力和财力进行深入研究，如果现阶段煤矿机械修理需要用到氩弧焊技术时，就需要技术人员和修理人员提前做好焊前清理工作和防护措施，使得氩弧焊技术能够利用现有条件和可靠环境发挥其积极作用，并且不断提高工作质量。
1.3 搅拌摩擦焊技术
搅拌摩擦焊技术的工作原理是利用搅拌头插入待焊界面，在摩擦加热过程中使得被焊金属材料温度升高，从而可以在推力，压力和挤压力的作用下实现焊接材料的扩散连接，因为搅拌摩擦焊技术有着焊接质量好，修理可靠性高，修理效率高的优点，所以当前阶段我国自主研制的大煤矿机械货舱地板和斜台地板等都利用搅拌摩擦焊制造。
1.4 高频感应钎焊
当前阶段运用比较广泛的高频感应钎焊工艺是固定式钎焊和安装式钎焊，在煤矿机械断裂，磨损的钛合金导管原位修复工作方面有着出色表现，所以被广泛的应用到了煤矿机械制造和修理中去，尽管目前美国的高频感应钎焊技术比较领先，但是国内的理论与应用方面的研究取得了不错的成绩，在未来发展与创新中将发挥更加重要的作用，
1.5 钢基焊条冷焊法
焊条采用低碳钢焊芯，焊后焊接接头中易出现热裂纹、冷裂纹和淬硬组织，熔合区白口宽度较大，焊接质量不能令人满意，但价格便宜，目前仍有一定应用。钢基焊条有下列三种：EZFe-1型低碳钢芯氧化性药皮焊条。药皮中含有较多赤铁矿、大理石等强氧化性物质，目的是通过碳的氧化反应来降低焊缝中的含碳量。第一层焊缝的碳的质量分数平均为0.8%，属高碳钢，焊缝硬度达40～50HRC，熔合区白口层宽约0.2mm，接头无法加工。常用于不要求加工、致密性及受力较低的缺陷部位的焊补。EZFe-2型低碳钢芯铁粉型焊条。药皮为钛钙型。第一层焊缝碳的质量分数可降至0.48%～0.56%，属中碳钢上限，最高硬度达320HBS，仍难于加工。常用于非加工面的焊补。EZV型低碳钢芯低氢型药皮高钒铸铁焊条，致密性好、塑性高（伸长率28%～36%），且抗拉强度可高达558MPa。但熔合区的白口较严重，加工困难。常用于非加工面的焊补。
1.6 镍基焊条冷焊法
对焊后要求煤矿机械加工的重要铸件，多采用非铸铁组织的焊条，以便得到硬度不太高，塑性较好的焊缝。通过一定的工艺配合，可以获得良好质量的焊缝。镍基焊条有采用纯镍、镍铁和镍铜合金作焊芯，强还原性石墨化涂料，焊缝是相应的镍基合金组织。焊缝具有良好塑性，较高抗裂性和易于煤矿机械加工的特点。因为镍是扩大奥氏体区的元素，奥氏体能很好地溶解碳而又不与碳形成渗碳体。镍也不与碳形成化合物，而是很好地溶解到铸铁里去，成为Fe—Ni合金。同时镍又是一种促进石墨化元素，因而能减弱半熔化区白口层的形成。镍基合金焊缝的良好塑性，可松弛焊接应力，避免热应力裂纹。上述三种镍基焊条的性能不完全相同，其中纯镍焊条有较好的抗裂性和切削加工性，强度稍高于常用灰铸铁；镍铁焊条有强度高、塑性好等优良的煤礦机械性能，线膨胀系数较小，抗裂性较好，适用于焊接球墨铸铁、高强度铸铁和重要灰铸铁件；镍铜焊条收缩率较大，抗裂性、强度相对稍差。由于镍是稀贵金属，焊条价格较高，使用上常受成本限制。
1.7 铜铁焊条冷焊法
铜铁焊条含有大量的铜（75%～85%），它起了以下作用：紫铜的强度与一般灰铸铁相近，塑性非常好，易产生塑性变形以松弛焊接应力，减小焊缝裂纹倾向。铜的熔点（1083℃）比铸铁熔点低。电弧焊时，焊条的熔化速度大于母材，减少了母材的熔化，使母材中的碳硅元素少向焊缝金属过渡，对防止白口及产生裂纹都很有利。铜不溶解碳，又不与碳化合生成脆硬组织，绝大部分的碳与铜是以煤矿机械混合物状态存在。铜又是一种弱石墨化元素，对减少半熔化区白口有一定作用。在以铜为基础加入铁的目的是在于提高电弧燃烧的稳定性和焊接接头的强度，并改善致密性。铜铁含量比例要适当，铁含量多（>30%）时，会由于母材中碳的扩散而增高焊缝的硬度，塑性降低，易裂并难于煤矿机械加工。铜铁焊条的抗裂性能较好，焊后焊件变形较小，但缺点是焊缝金属组织及硬度不一致，以及在半熔化区仍可能出现白口，影响加工性能。此外，在金属结晶过程中，铜的反应易使焊缝产生气孔。铜铁焊条冷焊法采用前述冷焊工艺操作，使用直流电源反极性连接，并用短弧施焊。焊后趁红热锤击焊缝，以消除焊接应力及增加致密性。
2 焊后检验
对焊接修复区进行检验，是不可忽视的关键环节，保证焊接修理质量的一个重要手段。
2.1 外观及尺寸检验
用5～20倍的放大镜检查焊缝是否符合要求，有无裂纹、假焊、弧坑、未焊透、烧穿、咬边等缺陷。
2.2 气密性检验
各类密闭容器、导管经焊接修理后，需要检查气密性。检验油箱时用导管连接油箱口，将其余的孔堵塞，向油箱内通入压缩空气，焊缝表面涂上肥皂水，若发现肥皂泡，应重新补焊。
2.3 射线探伤检验
利用射线在缺陷处和无缺陷处被吸收的程度不同，通过接头后强度的衰减差异，作用在胶片上的感光程度也不一样，这样通过观察底片上的影像，就能够发现焊缝内有无缺陷及缺陷的种类、大小和分布。
3 焊接变形的矫正方法
3.1 火焰矫正法
该方法的作用原理是在对变形结构的金属进行火焰加热，这些加热部位冷却后就会出现一种压缩塑性变形，这种变形是一种不可逆的变形类型，如此就能够实现矫正变形的目的。但是，需要注意的是火焰矫正法是直接对准构件加热，且一般均会消耗材料的塑性，所以对于一些脆性比较差的材料而言，这种矫正方法还是慎用为好。另外，在进行火焰集中加热过程中，必须要非常注意控制加热温度，尽可能保持温度在一个适中的位置，避免温度过高或者过低影响煤矿机械性能和无法实现矫正目的。
3.2 煤矿机械矫正法
所谓的煤矿机械矫正法就是通过外部煤矿机械用力施压与变形结构，使结构恢复原态的一种矫正方正。这种矫正方式相对于火焰矫正法而言具有不会消耗材料塑性的特点。
结束语
由于煤矿机械损伤形式多种多样，实施修理的方法也更为灵活，只有在平时的工作中不断总结，积累经验，战时才能得心应手，圆满完成应急抢修装备保障任务。
参考文献
[1]巩新，苏振国，李丹.论船体结构焊接变形的控制与矫正[J].中国科技博览，2017（24）.
[2]张宁园，张绪旭.船体结构焊接变形的控制与矫正[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2016（07）