采用摩擦焊接工藝開(kāi)發(fā)重型導(dǎo)向釬桿

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1、采用摩擦焊接工藝開(kāi)發(fā)重型導(dǎo)向釬桿前言蓮花山鑿巖釬具有限責(zé)任公司陳玉文蘇叢韓樹(shù)利隨著采礦技術(shù)的快速發(fā)展。國(guó)外廠商研制成功了多種用于井下采礦及露天開(kāi)采的大功率液壓鑿巖臺(tái)車及配套鉆具。采礦鉆孔向著大孔徑、長(zhǎng)深度方向發(fā)展。對(duì)鉆孔的直線度提出了更高的要求。為此國(guó)外先進(jìn)鉆具生產(chǎn)廠商：Sandvik、Arias、Boartlongyear等推出了提高鉆孔直線度的導(dǎo)向釬頭和導(dǎo)向釬桿系列鉆具。隨著蓮花山鑿巖釬具有限公司液壓臺(tái)車類釬具質(zhì)量的提高。液壓臺(tái)車類釬具出口量逐年上升。許多國(guó)外用戶提出了液壓導(dǎo)向釬桿的訂貨要求。為了滿足市場(chǎng)需求。提高企業(yè)

2、的綜合配套能力，帶動(dòng)釬具制造技術(shù)的發(fā)展。成功開(kāi)發(fā)了液壓導(dǎo)向釬桿系列產(chǎn)品。一、液壓導(dǎo)向釬桿使用概況及特點(diǎn)液壓導(dǎo)向釬桿主要用于井下采礦和露天開(kāi)采深孔鑿巖和巖石裂隙嚴(yán)重采礦鉆孔，以確保鉆孔的直線度。導(dǎo)向釬桿通常用于與鉆頭聯(lián)接的第一根位置。釬具組合見(jiàn)圖一：導(dǎo)向釬桿除用于釬桿組合第一根外，在大孔徑、深孔鑿巖時(shí)，也有全部使用導(dǎo)向釬桿組合方式，釬桿聯(lián)接方式通常為肩沖式。釬桿外徑為整體直圓柱結(jié)構(gòu)。兩端為相同陰陽(yáng)螺紋的快換聯(lián)接。釬桿外徑通常與鉆孔直徑相差大于12ram。按沖擊面接觸部位潮嬲徽嬲嬲46圖一分為底沖式及肩沖式兩種。導(dǎo)向釬桿外徑、

3、內(nèi)孔、螺紋結(jié)構(gòu)基本與普通螺紋的快換釬桿相當(dāng)。肩沖式導(dǎo)向釬桿在螺紋處增加承載定位面。結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖二：r肩沖式導(dǎo)向釬桿主要系列品種如下表：底沖式圖二產(chǎn)品型號(hào)螺紋釬桿有效長(zhǎng)度常規(guī)螺紋聯(lián)接形式釬桿外徑鉆孔直徑KYG45R32一LR321220，1525，1830，3050底沖式4557KYG56T38-LB81220，1525，1830，3050，3660，底沖式5664KYG65T45一LT451220，1525，1830，3660底沖式6476KYG76T51一LT511525，1830，3660底沖式7689KYG76ST58-

4、LST581525，1830，36607689I

5、變徑結(jié)構(gòu)采用常規(guī)中空鋼軋制成形很難實(shí)現(xiàn)，用焊接方式將兩端接頭與桿體焊為一體方式是最合理的方法，’摩擦焊接以其固有的焊口強(qiáng)度高于母材強(qiáng)度的特點(diǎn)是各種焊接方式的首選。兼顧摩擦焊接、熱處理及釬桿強(qiáng)度不同需要．釬桿接頭、桿體選用23CrNi3Mo材質(zhì)。采用低合金超高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼即能降低焊接應(yīng)力又利于后續(xù)滲碳處理。能將焊接和熱處理完美的結(jié)合在一起。接頭采用圓鋼棒料生產(chǎn)，桿體采用軋制成形。主要工藝路線如下：軋制毛坯-+粗加工．+摩擦焊接_+焊后回火_數(shù)控加工外形_+仿形車削螺紋_+滲碳熱處理三、摩擦焊接工藝實(shí)施1．摩擦焊接原理及特點(diǎn)摩擦

6、焊接是一種固能焊接方法。是通過(guò)兩種工件問(wèn)高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生機(jī)械摩擦運(yùn)動(dòng)及施加軸向壓力使倆摩擦表面產(chǎn)生熱量。把焊接表面加熱到可塑性狀態(tài)。摩擦表面金屬的塑性變形與流動(dòng)，防止了金屬的氧化，促進(jìn)了焊接金屬原子的互相擴(kuò)散，利用摩擦產(chǎn)生的熱量將兩焊件金屬聯(lián)接起來(lái)．形成牢固的焊接接頭。摩擦焊接的特點(diǎn)是：可焊范圍廣，焊接表面不易氧化，接頭組織細(xì)密，可比較容易得到與母材強(qiáng)度相同的接頭。參數(shù)重現(xiàn)性好，焊接質(zhì)量穩(wěn)定。容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，焊接生產(chǎn)率高，生產(chǎn)費(fèi)用低。2．連續(xù)驅(qū)動(dòng)摩擦焊接工藝過(guò)程最常用的摩擦焊接為連續(xù)驅(qū)動(dòng)摩擦焊接，它的特點(diǎn)是主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)的工件

7、在整個(gè)摩擦焊接過(guò)程中都以恒定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。其過(guò)程主要有：摩擦加熱和頂鍛焊接兩大階段。焊接過(guò)程如下：首先使一工件以中心線為軸高速旋轉(zhuǎn)。然后將另一工件向旋轉(zhuǎn)工件施加軸向壓力Fl，開(kāi)始摩擦加熱。達(dá)到給定的摩擦?xí)r間或規(guī)定的摩擦變形量，即接頭達(dá)到焊接溫度時(shí)。立即停止工件的轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)施加更大的軸壓力——頂鍛壓力F2。保壓一定時(shí)間進(jìn)行頂鍛焊接。通常焊接過(guò)程只有幾秒鐘。焊接過(guò)程曲線如下圖：3．摩擦焊機(jī)的選擇及主要構(gòu)造摩擦焊機(jī)選擇主要是以焊接工件所需的最大頂鍛力為主．頂鍛力按照以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：F=S×PD，1000式中一F-頂鍛力KNPD一

8、頂鍛壓力：100-300KN／mm2S一有效焊接面積mm2獬嘲翰鬻

9、48按照23CrNi3Mo鋼P(yáng)D取160KN／Fllln2。前述六種主要導(dǎo)向鉆桿以KYG87ST68有效焊接面積最大S=3667llll．n2，焊接KYG87ST68釬桿所需最大頂鍛力：F=3667×160／1000=587(KN)根據(jù)