Schneidwerkzeuge für den BergbauSie sind unverzichtbare Werkzeuge in anspruchsvollen Bereichen wie dem Kohlebergbau, dem Felsabbau und dem Tunnelbau. Sie arbeiten unter extremen Bedingungen und sind langfristigen Stoßbelastungen und abrasivem Verschleiß ausgesetzt. Diese Schäden beeinträchtigen unmittelbar die Betriebseffizienz und die Betriebssicherheit der Geräte.
Herkömmliche Reparaturmethoden wie Elektroschweißen oder Sprühen sind zwar kostengünstig, weisen aber Nachteile wie geringe Reparaturgenauigkeit, leichtes Ablösen der Beschichtungsschicht, große Wärmeeinflusszonen und kurze Lebensdauer auf. PTA-Schweißtechnologiehat sich aufgrund seiner metallurgischen Bindung, seiner ausgezeichneten Verschleißfestigkeit und seiner guten Kostenvorteile zu einer wichtigen Lösung für die Reparatur von Schneidwerkzeugen und die Verschleißfestigkeit entwickelt.
Häufige Probleme mit Schneidmeißeln im Bergbau
Schneidmeißel werden häufig in Bergbaumaschinen wie Tunnelvortriebsmaschinen, Kohleförderanlagen und Schildvortriebsmaschinen eingesetzt. Im Betrieb kommen sie oft mit hartem Gestein, Kohleflözen und anderen Materialien hoher Härte in Kontakt und sind hochfrequenten Stößen und starkem abrasivem Verschleiß ausgesetzt. Häufige Probleme sind:
- Stumpfe und abgebrochene Schneidköpfe
- Risse oder Ermüdungsschäden im Zahnkörper
- Verschleiß an der Zahnsitzverbindung
- Oberflächenkorrosion und Lochfraß
- Kurze Lebensdauer und häufiger Wartungsaufwand
Diese Probleme erhöhen nicht nur die Wartungskosten, sondern führen auch zu häufigen Geräteausfällen und einer reduzierten Produktionskapazität und werden so zu einem Engpass, der den effizienten Betrieb der Bergbauausrüstung behindert.
Technische Grundlagen des PTA-Schweißens
Plasma-Lichtbogenschweißen (PTA)Es handelt sich um ein Hochenergie-Strahl-Oberflächenverfestigungsverfahren. Dabei werden ausgewählte Metalllegierungspulver mittels eines Hochtemperatur-Plasmabogens aufgeschmolzen und auf die Werkstückoberfläche aufgetragen, wodurch eine starke metallurgische Verbindung mit dem Substrat entsteht. Dieses Verfahren eignet sich zur Verstärkung von Schneidwerkzeugen, Zahnflächen und anderen Bauteilen und verbessert so deren Verschleißfestigkeit und Lebensdauer deutlich.
Vorteile der PTA-Schweißtechnologie:
- Lokale Hochtemperaturerwärmung mit kleiner Wärmeeinflusszone
- Dichte, gleichmäßige und hochharte Beschichtungsschicht
- Metallurgische Verbindung mit dem Substrat, löst sich nicht leicht ab
- Eine Vielzahl verschleißfester Legierungspulver kann individuell angepasst werden
Im Vergleich zu traditionellen Verfahren wie Hartauftragschweißen und Spritzen weist das PTA-Schweißen eine höhere Haftfestigkeit und Verschleißfestigkeit auf und eignet sich zur Oberflächenverstärkung großer Mengen hochfester Bergbauwerkzeuge.
Vorteile des PTA-Schweißens für Schneidmeißel im Bergbau
- Verbessert die Verschleißfestigkeit von Schneidwerkzeugen deutlich.
Die Härte der Beschichtungsschicht kann üblicherweise erreichenHRC60 oder höher, was deutlich höher ist als bei gewöhnlichen Hartauftragschichten, wodurch der Verschleiß der Klinge effektiv verzögert wird und sie sich für extreme Bedingungen wie den Hartgesteinsabbau eignet.
- Verringert die Häufigkeit des Austauschs der Schneidwerkzeuge.
Durch PTA-Schweißen kann die Lebensdauer von Schneidmeißeln verlängert werden.3-5 MalDadurch wird die Wartungshäufigkeit verringert, die Betriebszeit der Geräte verlängert und die Gesamtbetriebskosten gesenkt.
- Verbessert Zuverlässigkeit und Sicherheit
Dermetallurgisch gebundenDie Verstärkungsschicht weist eine stärkere Haftung auf und neigt nicht zum Abblättern oder Reißen, wodurch die Betriebssicherheit und die Stabilität der Anlage gewährleistet werden.
- Hochgradig steuerbar und anpassungsfähig an komplexe Strukturen
Das PTA-Schweißen eignet sich zum Schneiden von Meißeln mit komplexen Formen und Zahnkörpern, und die Dicke und Position der Beschichtung können so gesteuert werden, dass die Anforderungen an eine feine Reparatur und Verstärkung erfüllt werden.
- Reparatur und Verstärkung
Es eignet sich nicht nur zur Reparatur alter Schneidwerkzeuge, sondern kann auch zur Verstärkung der Oberfläche neuer Schneidwerkzeuge verwendet werden, wodurch deren Lebensdauer verlängert und die Produktleistung verbessert wird.
PTA-Schweißreparaturverfahren für Schneidwerkzeuge
1. Reinigung und Vorbehandlung der Schneidmeißeloberfläche
Um sicherzustellen, dass das Substrat sauber ist, müssen Oberflächenöl, Oxidschichten und Verunreinigungen entfernt werden, was die metallurgische Verbindung der Beschichtungsschicht mit dem Substrat begünstigt.
2. Auswahl und Verhältnis des Legierungspulvers
Wählen Sie das Verkleidungsmaterial entsprechend der Einsatzumgebung und den Anforderungen des Schneidmeißels. Häufig verwendete Materialien sind:
- Eisenbasierte Legierungen: universelle Schneidwerkzeugverstärkung
- Nickelbasierte Legierungen: Korrosionsbeständigkeit und Hochtemperaturbeständigkeit
- Kobaltbasierte Legierungen: extreme Verschleiß- und Hochtemperatur-Schlagbedingungen
- Zugabe von harten Partikeln wie WC (Wolframcarbid), Cr und Nb zur Verbesserung der Härte und Erosionsbeständigkeit
3. PTA-Schweißvorgang
VerwendenCNC-PTA-SchweißgeräteDie Zahnkörper oder Schneidköpfe werden entsprechend der vorgegebenen Bahn und Parameter beschichtet. Dicke, Breite und Tiefe der Beschichtung werden kontrolliert, um eine gleichmäßige und rissfreie Verstärkungsschicht zu gewährleisten.
4. Nachbearbeitung und Wärmebehandlung
Dazu gehören Schleifen und Formen, Spannungsarmglühen usw., um die Genauigkeit des Zahnprofils wiederherzustellen, innere Spannungen zu beseitigen und die Betriebsstabilität zu verbessern.
5. Prüfung und Abnahme
Dazu gehören Härteprüfungen, metallographische Analysen, mikrostrukturelle Untersuchungen usw., um sicherzustellen, dass die Beschichtungsschicht den Qualitätsstandards entspricht.
Häufig gestellte Fragen (FAQ)
Frage 1: Wie lange ist die Lebensdauer von Schneidmeißeln nach dem Schweißen?
Die Lebensdauer hängt von den Arbeitsbedingungen und der Art des Legierungspulvers ab. Im Allgemeinen ist sie 3- bis 5-mal länger als die von herkömmlichen Schneidmeißeln, und einige hochfeste Legierungen können sogar mehr als 6-mal länger halten.
Frage 2: Was ist besser, PTA-Schweißen oder Laserschweißen?
Laserschweißen bietet höhere Präzision und geringere Wärmeeinwirkung, ist aber teurer. PTA-Schweißen eignet sich für die Massenproduktion und mittlere Präzisionsanforderungen und bietet ein besseres Kosten-Nutzen-Verhältnis.
Frage 3: Neigt die Schweißnaht zu Rissen oder Abblättern?
Nein. Aufgrund der metallurgischen Verbindung und der dichten Beschichtungsschicht besteht im normalen Betrieb keine Neigung zum Abblättern. Eine angemessene Nachbehandlung kann das Risiko von Rissen weiter reduzieren.
Frage 4: Ist es für alle Schneidwerkzeuge geeignet?
Schneidezähne mit intakter Struktur und ohne größere Brüche können grundsätzlich überzogen werden. Bei stark deformierten oder frakturierten Zähnen wird empfohlen, diese durch neue zu ersetzen.
PlasmaschweißenDas Plasmaschweißen verbessert nicht nur die Verschleißfestigkeit, Schlagfestigkeit und Lebensdauer von Schneidmeißeln deutlich, sondern zeichnet sich auch durch gute Prozessanpassungsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit aus. Dadurch eignet es sich für viele Anwendungen mit hohem Verschleiß, wie beispielsweise in Kohlebergwerken, Tunneln, im Wasserbau und in U-Bahnen. Für Bergbauunternehmen, die Wert auf Anlagenstabilität und geringere Wartungskosten legen, ist das Plasmaschweißen derzeit die kostengünstigste und nachhaltigste Lösung zur Oberflächenverfestigung von Schneidmeißeln.
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Veröffentlichungsdatum: 08.08.2025