盾构刀盘耐磨堆焊工艺

盾构刀盘耐磨堆焊工艺

一、盾构刀盘磨损原因

分析主要原因为隧道穿越的地层主要为粘土沙，其中夹杂中粗砂、砾砂、卵石，砂性土摩擦阻力大，渗透性强，在盾构的推进挤压下水分很快排出，土体强度提高，故不仅盾构推进摩擦阻力大，而且开挖面土压力也较大，对刀盘的磨损会比较严重。再者外缘刮刀基体耐磨性不够，磨损后造成硬质合金脱落，从而使盾构刀盘承受直接磨损，另外绞龙的耐磨性对刀盘和轴承止水密封面的磨损有间接影响。转场后将要面临更为严峻的地质构造。本次修复需要综合考虑以上问题，制定合理的堆焊修复工艺，恢复刀盘原有外型尺寸，有效减少非正常磨损，保证后续正常的施工质量和进度。

二、盾构刀盘耐磨堆焊焊接管理

2.1 焊工管理

2.1.1 所有焊工须持有有效证件，并且模拟现场焊接符合要求。

2.1.2 焊工精神饱满上岗作业，技能娴熟，操作手法全面。

2.1.3 焊前对焊工进行工艺交底，使焊工掌握具体焊接工艺，熟悉焊材和焊机性能，工艺确定后，焊工要严格执行。

2.1.4 开工前带焊工熟悉施工现场，进行详细的安全教育和管理，使焊工树立安全观念，进行安全操作。

2.2 焊材管理

2.2.1焊材入库

焊材有齐全的材质证明，并经检查确认合格后入库。

2.2.2 焊材发放

焊材由专人发放，并做好发放记录，包括生产批号，施焊焊缝部位。

2.2.3耐磨焊丝检查

固本耐磨焊丝只有在烘烤时拆包，拆包时核对焊丝牌号、规格、批号等。拆包后检查焊丝是否生锈、药皮是否脱落，目测检验不合格的焊条不得进入烘箱，烘干后，对同一生产批号的焊丝进行检查，看药皮韧性及内部焊心是否生锈，如有不合格，这扩大检查，如仍有不合格报告技术负责人处理。

3.3环境管理

3.3.1 手工电弧焊现场风速大于8m/s时，采取有效的防风措施后方可施焊。

3.3.2 雨雪天气或相对湿度大于90%时，采取有效防护措施后施焊。

3.3.3 现场需要搭设围挡（施工场地待定）

3.3.4 刀盘面向上水平放置，安放支点应牢固可靠。

三、盾构刀盘耐磨堆焊修复工艺

1、设计尺寸：

主视图外径Ф6260mm，剖视图B-B显示：环带直径6230mm，刀盘厚度为450mm，耐磨环带宽度160 mm厚度50mm，耐磨块原有数量56块均匀分布。2、磨损情况：

周边磨损是沈阳地铁所有盾构机的共同点，单边磨损量平均约10mm。包括刀盘A-A剖视图斜面。盾构刀盘弧面镂空。主切刀部分磨损严重，需连同刀座一起更换。

3、焊材选用：

考虑到母材为Q235，属于中碳钢，本次耐磨堆焊必须采用抗裂性优良的焊材打底，故而选用奥氏体焊接材料作为打底材料。为适应耐磨需要，耐磨层选用打击硬化材料，在盖面时采用高铬铸铁材料做盖面层，同时采用高铬铸铁材料焊接网格增加初期耐磨性。

4、测量工具：

制作辅助测量工具，以便对直径测量。

5、焊前处理：

焊接表面清洁，彻底去除泥沙、油渍，检查是否存在裂纹。

6、裸露结构部分需覆盖20MM厚钢板，然后按图纸尺寸恢复刀座位置焊接（预先割除原有边刮刀和耐磨块），其余部位除焊接耐磨块之外还要加装先行刀，包括面板，均匀分布。耐磨块材质依据提供封样样块。先行刀焊接26把。耐磨群板的割除和更换。

7、焊接打底层：

使用氧乙炔局部预热至250℃，奥氏体焊材打底焊接两层。圆周分为6段，采用对角交叉焊接以避免变形，

8、堆焊耐磨层：

采用固本耐磨焊丝进行堆焊。

9、堆焊盖面层：

采用高铬铸铁材料继续堆焊至设计尺寸。

10、堆焊网格：

刀盘内侧搅拌筋板拉网堆焊。

刀盘周圈环块堆焊至设计尺寸。

推进面堆焊耐磨网格，材料高铬铸铁材料，间距80*80mm，焊缝高度5mm。

11、堆焊顺序：

四名焊工围绕周围均匀分布，同时焊接，要求工作内容相同。

12、完工验收：

测量焊接后的尺寸，测量周径允差＋－5mm。面板网格高度。刀座位置与中心尺寸.

场地作业条件配合，工棚、水电、照明、动力电源、仓库、吊运、技术部沟通协调、

13、焊材选用：

选用北京固本耐磨焊丝进行堆焊焊接，具有极高的抗磨损性能，完全可以满足低应力高磨损的要求。

四、总结

采用北京固本耐磨焊丝，产品焊接在盾构刀盘上可形成硬度HRC60的耐磨层，延长截齿工作寿命提高工作效率。从而使盾构刀盘不用承受直接磨损，恢复刀盘原有外型尺寸，有效减少非正常磨损，保证后续正常的施工质量和进度。

投稿日期：2011年10月22日