基于mag焊法采煤机截齿耐磨堆焊层的工艺设计-毕业论文
新疆工程学院毕业论文（设计）
摘要
本文针对采煤机截齿靠近刀头部分的齿肩部位在工作过程中受到的磨损比
较严重的问题，在参考了国内外学者的研究内容后，提出相应的措施来提高截
齿的使用性能。针对目前使用较多的 42CrMo 型截齿，焊接过程中容易出现热裂
纹、冷裂纹、淬硬性及软化、脆化等现象，因此在焊接 42CrMo 钢时，必须制定严
格有效的焊接工艺，来保证焊接质量和焊接速度，防止产生缺陷。通过分析
42CrMo 钢的焊接性后，提出在截齿表面堆焊一层碳化钨硬质合金粉末来提高截
齿的使用寿命。利用 MAG 焊法在一个 42CrMo 型截齿表面进行堆焊，在截齿齿肩
部位并排堆焊三圈堆焊层来提高采煤机截齿的耐磨性及机械强度。
关键词：MAG 焊接工艺；堆焊层加强；采煤机截齿；耐磨堆焊
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目录
第1章 绪论.................................................................................................................................... 3
1.1 本课题选题依据及意义...............................................................................................................3
1.2 课题研究概括以及发展趋势.......................................................................................................3
1.3 本课题研究的主要内容.............................................................................................................7
2 实验材料...................................................................................................................................... 8
2.1 42CRMO钢的化学成分及力学性能...............................................................................................8
2.2 42CRMO钢的焊接分析...................................................................................................................8
2.3 42CRMO钢的焊接性工艺特点.......................................................................................................9
2.4 堆焊焊丝及保护气体的选择.....................................................................................................10
3 实验设备.................................................................................................................................... 11
3.1 焊机............................................................................................................................................ 11
3.2 实验所需的其他设备.................................................................................................................11
4 堆焊工艺设计............................................................................................................................ 12
4.1 实验方法.....................................................................................................................................12
4.2 实验方案.....................................................................................................................................12
4.3 堆焊强化工艺参数.....................................................................................................................12
5 实验结果分析............................................................................................................................ 12
5.1 金相试样的制备.........................................................................................................................12
5.2 磨损试验分析.............................................................................................................................12
5.3 显微硬度分析.............................................................................................................................12
5.3 工艺参数对宏观形貌的影响.....................................................................................................12
5.4 堆焊层微观组织观察.................................................................................................................12
6 经济成本分析............................................................................................................................ 13
结论.............................................................................................................................................. 13
参考文献....................................................................................................................................... 14
致谢.........................................................................................................................................................15
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第1章 绪论
1.1 本课题选题依据及意义
煤炭作为我国的基础能源，在国家经济的发展过程中，扮演了重要的角色，
我国每年需要开采大量的煤炭。如今在开采煤炭的过程中，机械化采煤已经成为
主要手段。煤炭开采所用到的机械主要有采煤机、掘进机、刨煤机、挖掘机等，这
些机械统称为采掘机械，其工作机构有螺旋滚筒（采煤机）和截割头（掘进
机）等，在其上装有用于破碎煤体的专用机件——截齿，其在煤炭的开采中起
着无可比拟的作用。截齿质量的高低，不仅决定着煤炭开采的成本，而且还影响
煤炭开采的效率，因此对采煤机截齿进行研究具有重要的意义。
截齿作为采煤机切割煤岩的刀具，在采煤过程中扮演重要角色。在采煤的过
程中，截齿直接与煤炭进行接触，但是由于煤矿环境恶劣，所以截齿失效严重。
截齿失效形式很多，例如磨损、断裂、丢失等。磨损是截齿最主要的失效形式，
截齿失效不仅造成经济损失，而且降低采煤效率，因此提高采煤机截齿的耐磨
性具有重要意义。
堆焊，是采用一定的方法和手段，将焊接材料熔覆到母材金属表面上，通
过堆焊材料来提高母材的性能，这些性能可以是提高母材的耐磨性，或者是对
磨损的母材进行修复，使母材恢复原有的性能等。堆焊可以显著的提高工件的使
用寿命，节省制造、维修费用，还能减少修理和更换磨损件的时间，从而提高生
产率，降低生产成本。采煤机截齿堆焊的目的就是提高截齿的耐磨性，从而增加
截齿的寿命，提高生产率，节省生产成本。
1.2 课题研究概括以及发展趋势
针对煤炭开采过程中截齿失效的研究在不停的发展，目前来看，减少采煤
机截齿失效的研究可以分为以下几个方面。
（1） 材料方面的研究
1）硬质合金刀头材料的研究
硬质合金刀头可以说是采煤机截齿的核心部件，在切割煤岩过程中，硬质
合金刀头直接与煤岩接触，承受切割过程中大部分的力，但是因为我国生产的
合金原料纯度低，粉末的成型工艺比较落后，因此国内生产的硬质合金刀头不
耐磨且抗冲击性能不理想。任葆锐在分析研究了国内外刀头合金质量的基础上，
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新疆工程学院毕业论文（设计）摘要本文针对采煤机截齿靠近刀头部分的齿肩部位在工作过程中受到的磨损比较严重的问题，在参考了国内外学者的研究内容后，提出相应的措施来提高截齿的使用性能。针对目前使用较多的42CrMo型截齿，焊接过程中容易出现热裂纹、冷裂纹、淬硬性及软化、脆化等现象，因此在焊接42CrMo钢时，必须制定严格有效的焊接工艺，来保证焊接质量和焊接速度，防止产生缺陷。通过分析42CrMo钢的焊接性后，提出在截齿表面堆焊一层碳化钨硬质合金粉末来提高截齿的使用寿命。利用MAG焊法在一个42CrMo型截齿表面进行堆焊，在截齿齿肩部位并排堆焊三圈堆焊层来提高采煤机截齿的耐磨性及机械强度。关键词：MA...
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时间：2023-01-11
