採掘用カッティングピック石炭採掘、岩盤掘削、トンネル建設といった高強度作業に不可欠なツールです。極めて過酷な環境で稼働し、長期的な衝撃荷重や摩耗にさらされます。こうした損傷は、機器の稼働効率と作業安全性に直接影響を及ぼします。
電気溶接や吹付などの従来の補修方法はコストが低いですが、補修精度が低い、被覆層が剥がれやすい、熱影響部が大きい、耐用年数が短いなどの欠点があります。 PTA溶接技術冶金結合、優れた耐摩耗性、良好なコスト管理の利点により、切削ピックの修理と耐摩耗性にとって重要なソリューションとなっています。

採掘用カッティングピックのよくある問題
鉱山用カッティングピックは、ロードヘッダー、石炭カッター、シールドマシンなどの機械で一般的に使用されています。稼働中は、硬岩、炭層、その他の高硬度材料と頻繁に接触し、高周波の衝撃と激しい摩耗にさらされます。一般的な問題としては、以下のようなものがあります。
- 鈍く欠けたカッティングピックヘッド
- 歯体のひび割れや疲労損傷
- 歯座接続部の摩耗
- 表面腐食と孔食
- 耐用年数が短く、メンテナンスが頻繁
これらの問題は、メンテナンスコストの増加につながるだけでなく、機器のダウンタイムの頻繁化や生産能力の低下につながり、採掘機器の効率的な運用を妨げるボトルネックとなります。
PTA溶接の技術的原理
プラズマ移行アーク溶接(PTA)高エネルギービームによる表面冶金強化技術です。高温プラズマアークを用いて、選択された金属合金粉末を溶融し、ワークピースの表面に堆積させることで、基材との強固な冶金結合を形成します。この技術は、切削ピック、歯面、その他の部品の強化に使用でき、耐摩耗性と耐用年数を大幅に向上させます。
PTA溶接技術の利点:
- 熱影響部が小さい高温局所加熱
- 緻密で均一、高硬度のクラッド層
- 基材との冶金結合により、剥がれにくい
- さまざまな耐摩耗性合金粉末をカスタマイズできます
PTA溶接は、ハードフェーシングやスプレーなどの従来の方法と比較して、接着強度と耐摩耗性が高く、大量の高強度採掘ツールの表面強化に適しています。
鉱山用切削ピックにおけるPTA溶接の利点

- カッティングピックの耐摩耗性を大幅に向上
クラッド層の硬度は通常、HRC60以上これは、通常の表面硬化層よりも大幅に高いため、ブレードの摩耗を効果的に遅らせ、硬岩採掘などの過酷な条件に適しています。
- カッティングピックの交換頻度を削減
PTA溶接は、切削ピックの寿命を延ばすことができる。3~5回メンテナンス頻度の削減、設備の稼働時間の延長、総運用コストの削減を実現します。
- 信頼性と安全性の向上
その冶金結合補強層は接着力が強く、剥がれやひび割れが発生しにくいため、操作上の安全性と設備の安定性が確保されます。
- 高度な制御性と複雑な構造への適応性
PTA溶接は、複雑な形状のピックや歯体の切断に適しており、クラッドの厚さと位置を制御して、細かい補修や補強の要件を満たすことができます。
- 修理と補強
古いカッティングピックの修理に適しているだけでなく、新しいカッティングピックの表面を強化して、耐用年数を延ばし、製品の性能を向上させるためにも使用できます。
ピックを切断するためのPTA溶接修理プロセス
1. 切削ピック表面の洗浄と前処理
表面の油、酸化物層、不純物を除去して基板を清潔に保ち、クラッド層と基板の冶金結合を促進します。
2. 合金粉末の選択と比率
使用環境とカッティングピックの要件に応じてクラッド材を選択してください。一般的に使用される材料は以下のとおりです。
- 鉄系合金:汎用切削ピック強化材
- ニッケル基合金:耐腐食性と耐高温性
- コバルト基合金:極度の摩耗および高温衝撃条件
- WC(炭化タングステン)、Cr、Nbなどの硬質粒子を添加して硬度と耐侵食性を向上
3. PTA溶接作業
使用CNC PTA溶接装置所定の軌道とパラメータに従って、歯本体または切削ヘッドをクラッディングします。クラッディングの厚さ、幅、深さを制御することで、均一でひび割れのない強化層を確保します。
4. 後処理と熱処理
歯形の精度を回復し、内部応力を除去し、動作安定性を高めるために、研削、成形、応力除去焼鈍などを行います。
5. 検査と受入れ
クラッド層が品質基準を満たしていることを確認するために、硬度試験、金属組織分析、微細構造観察などを行います。
よくある質問(FAQ)
Q1: 溶接後のカッティングピックの耐用年数はどのくらいですか?
耐用年数は作業条件と合金粉末の種類によって異なりますが、一般的には一般的な切削ピックの3~5倍、高強度溶接の場合は6倍以上長持ちします。
Q2: PTA溶接とレーザー溶接ではどちらが優れていますか?
レーザー溶接は精度が高く、熱の影響も少ないですが、コストが高くなります。PTA溶接は大量生産や中程度の精度が求められる用途に適しており、コストパフォーマンスに優れています。
Q3: 溶接層は割れたり剥がれたりする傾向がありますか?
いいえ。冶金結合と緻密なクラッド層により、通常の使用状態では剥離しにくいです。適切な後処理を行うことで、ひび割れのリスクをさらに低減できます。
Q4: すべてのカッティングピックに適していますか?
構造が損なわれておらず、深刻な破損のない切削ピックは、基本的にクラッドが可能です。歯がひどく変形または破損している場合は、新しいものに交換することをお勧めします。
プラズマ溶接切削ピックの耐摩耗性、耐衝撃性、および耐用年数を大幅に向上させるだけでなく、優れたプロセス適応性と経済性も備えているため、炭鉱、トンネル、水利施設、地下鉄など、摩耗の激しい多くの用途に適しています。設備の安定性とメンテナンスコストの削減を求める鉱業会社にとって、プラズマ溶接は現在、切削ピックの表面強化において最も費用対効果が高く持続可能なソリューションです。
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投稿日時: 2025年8月8日