朱世紅 張曉軍

（金鼎公司圓環(huán)鏈制造分公司，山西 晉城048000）

0 引言

礦用高強度圓環(huán)鏈是煤礦井下工作面刮板運輸機、滾筒采煤機和巷道掘進機的重要傳動部件，承載能力大、使用率高。但煤礦井下地質(zhì)條件復雜、環(huán)境惡劣，運輸物料常伴有矸石、廢棄金屬構(gòu)件等多種物質(zhì)，加之礦用圓環(huán)鏈在運行過程中與槽幫、槽底、鏈輪等多個金屬構(gòu)件頻繁接觸，故經(jīng)常出現(xiàn)斷鏈事故，直接影響煤礦井下安全及正常生產(chǎn)。而解決圓環(huán)鏈生產(chǎn)中出現(xiàn)的各類可能影響產(chǎn)品質(zhì)量的問題，生產(chǎn)出高性能、高品質(zhì)的礦用圓環(huán)鏈，對提前預防因圓環(huán)鏈產(chǎn)品質(zhì)量影響煤礦井下安全及正常生產(chǎn)具有重要的意義。

礦用高強度圓環(huán)鏈制造工藝一般為：下料→編鏈→拋丸→焊接→一次拉伸校正→熱處理→二次拉伸校正→配對→浸漆。本文將對圓環(huán)鏈生產(chǎn)中各工序環(huán)節(jié)出現(xiàn)的影響產(chǎn)品質(zhì)量的種種問題進行分析，并提出相應解決措施。

1 編鏈

?26以上大規(guī)格鏈條為減小威彎抗力對模具的損傷，編鏈主要采用熱態(tài)編鏈工藝，即將棒料加熱到高溫狀態(tài)進行編結(jié)，而在熱態(tài)鏈環(huán)編結(jié)過程中對錯口、開口度以及后續(xù)散差影響最大的莫過于溫度因素。

（1）開口度：開口度過大或過小均對鏈環(huán)的焊接質(zhì)量產(chǎn)生明顯的影響。根據(jù)金屬物理性能分析，棒料加熱過程中長度的變化來自兩個方面：單純由溫度變化引起的熱脹冷縮和金屬組織轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的體積效應。此外，當棒料加熱溫度過高時，編鏈過程中棒料容易被拉長，導致最終成型鏈環(huán)開口度偏小；而當棒料溫度偏低時，棒料威彎抗力大不易彎曲，也會在威彎過程中被拉長，造成開口度偏小。

（2）錯口：棒料在威彎過程中因溫度高低影響被拉得過長，編結(jié)成環(huán)時，棒料兩端容易被擠一起，形成上下錯口，從而影響后續(xù)生產(chǎn)。

解決開口度、錯口問題的最主要途徑就是在棒料長度確定的前提下，嚴格控制棒料出爐膛時的溫度，同時依據(jù)編機生產(chǎn)節(jié)奏，將溫度波動控制在合理的范圍內(nèi)，從而保證棒料在編結(jié)過程中溫度的統(tǒng)一。

2 焊接

在圓環(huán)鏈各制造工序中，最容易出現(xiàn)缺陷問題的制造工序為焊接，易出現(xiàn)裂紋、錯口、圓弧部頂方、焊口未焊住等各類情況。

（1）裂紋：鏈環(huán)焊接裂紋易出現(xiàn)于靠近電極的邊緣處，由母材表面斜向深入內(nèi)部1～2mm。經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)，焊接區(qū)裂紋的產(chǎn)生主要是焊接電極與鏈環(huán)接觸處溫度過高，造成鏈環(huán)金屬局部融化，經(jīng)頂鍛后形成裂紋。導致焊接電極與鏈環(huán)接觸處溫度過高有以下2個方面因素：1）編鏈工序鏈環(huán)對口間隙過大；2）焊接工序電極與鏈環(huán)接觸面積小，接觸電阻及焊接應力大，焊接時電流密度集中，焊接加熱速度快，熱量擴散時間短。

解決措施：一方面嚴格控制熱編時的編鏈環(huán)形及開口度；另一方面，在焊接工藝參數(shù)優(yōu)良的前提下，改進設備夾持方式，加大焊接過程中電極與鏈環(huán)的接觸面積，如圖1與圖2所示。

圖1 電極接觸面小

圖2 電極接觸面大

（2）圓弧部頂方：圓弧部頂方對鏈環(huán)最主要的影響是鏈環(huán)焊后不對稱，經(jīng)拉伸校正后仍難以完全校正，不僅影響鏈環(huán)的外型美觀，而且在實際使用中影響鏈環(huán)鏈輪的接觸應力分布，從而影響使用壽命。圓弧頂方一方面原因為鏈環(huán)在焊接過程中環(huán)背溫度過高，在連續(xù)閃光結(jié)束頂鍛瞬間，鏈環(huán)圓弧部產(chǎn)生高溫鍛壓，形變頂方；另一方面是鏈環(huán)焊接頂鍛預留量過大，焊接高溫斷面在頂鍛瞬間未能消耗全部頂鍛量，造成圓弧部承受剩余頂鍛留量，而變形頂方。

解決措施：調(diào)整焊接工藝參數(shù)，在滿足焊接接頭質(zhì)量的前提下，盡可能降低環(huán)背電流及減少頂鍛量。

（3）焊口未焊?。汉缚谖春缸∈侵赋善锋湱h(huán)按 GB／T12718—2009要求進行撓度測試時，鏈環(huán)焊口出現(xiàn)裂紋或開裂現(xiàn)象。究其原因多為焊接參數(shù)選擇不合理，使得焊口溫度過高或過低所致。焊口溫度過高，造成焊口組織粗大，熱影響區(qū)過熱，隨后在固態(tài)相變過程中形成粗大魏氏組織，在后續(xù)的熱處理中未能將其細化調(diào)質(zhì)。而焊口溫度過低，使溫度不足的兩對焊端面硬頂在一起，焊縫組織未能完全熔融重結(jié)晶，致焊口未能焊住，撓度測試中易從焊口處整齊開裂。

預防改進措施主要是調(diào)整焊接參數(shù)，根據(jù)不同爐號材料，選擇相應最優(yōu)的焊接參數(shù)進行焊接。

3 拉伸校正

散差：鏈條在5環(huán)或7環(huán)一拉的校正過程中，一個拉伸周期內(nèi)出現(xiàn)個別鏈環(huán)節(jié)距大于或小于作業(yè)規(guī)范要求，在后續(xù)生產(chǎn)工序中無法將其糾正從而影響產(chǎn)品質(zhì)量的一種缺陷。經(jīng)實際觀察研究發(fā)現(xiàn)，散差的產(chǎn)生仍是由于熱態(tài)編鏈環(huán)節(jié)的溫度因素所致。圓環(huán)鏈生產(chǎn)所用鋼種為23MnNiMoCr54鋼，該鋼種最高相變轉(zhuǎn)變溫度在774～790℃之間，且鋼材出廠供貨狀態(tài)為退火后的索氏體組織。在熱態(tài)編鏈環(huán)節(jié)，若個別棒料感應加熱溫度高于材料相變轉(zhuǎn)變溫度，則會發(fā)生奧氏體化，而該鋼種又具有非常好的淬火性，奧氏體化后室溫下空冷即可得到上貝氏體組織，故而熱編時，棒料加熱溫度一旦不均勻，冷卻后其組織、強度必然存在差異，在拉伸環(huán)節(jié)就容易造成拉伸散差。

解決措施主要是嚴格控制編鏈環(huán)節(jié)的棒料加熱溫度，縮小棒料出爐時的溫度區(qū)間，控制棒料在編結(jié)時的溫差，以及對二次、多次加熱的棒料進行分類處理。

4 熱處理

鏈條生產(chǎn)在熱處理環(huán)節(jié)的問題主要表現(xiàn)為：熱處理后的鏈條不能滿足GB／T12718—2009標準規(guī)定的靜拉伸實驗要求。具體表現(xiàn)可分為兩類：第一類，實驗結(jié)果中實驗延伸率超過規(guī)定的1.6%，表現(xiàn)為熱處理“偏軟”；第二類，實驗結(jié)果中破斷延伸率不能達到12%的要求，表現(xiàn)為熱處理“偏硬”。

在實際熱處理過程中，要對淬火及回火的水溫及壓力進行控制，同時保證設備溫度、鏈速穩(wěn)定的基礎上，精心調(diào)整淬火及回火參數(shù)，兼顧直臂與肩部的硬度要求和實際使用要求（肩部硬度比直臂硬度高），同時兼顧實驗延伸率及破斷延伸率的綜合力學性能。

5 結(jié)語

圓環(huán)鏈的生產(chǎn)看似簡單，實際上要完全符合GB／T12718—2009標準的各項指標要求，必須在圓環(huán)鏈生產(chǎn)的每個環(huán)節(jié)都嚴格執(zhí)行作業(yè)工藝規(guī)范，嚴格控制編鏈溫度及其波動、焊接閃光及焊口溫度、焊機液壓油溫度、熱處理冷卻水壓力及水溫等生產(chǎn)工藝流程中各方面因素，這樣才能順暢地制造出符合質(zhì)量要求的產(chǎn)品。

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［2］秦峰，王芳志.談如何提高圓環(huán)鏈的綜合機械性能［J］.礦山機械，2006，11（34）：90－91.

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