手工电弧焊对铸铁轴承座的修复工艺乳品机械装潢设计行程开关皮革雕刻方矩管Frc

手工电弧焊对铸铁轴承座的修复工艺

中铝山西分公司氧化铝一分厂GM223 型管磨机小齿轮座，材质为HT15233 ，在使用过程中其底板四个地脚螺丝孔处两个断裂，一个发生裂纹。由于重新订货至少需时三个月，且生产形势较为紧张，要求管磨机早日投用，因此决定对该小齿轮座进行焊接修复。

1 缺陷情况及失效分析

1.1电梯电缆 小齿轮座的断裂情况

小齿轮座底板四个地脚螺丝孔有两个断裂(在小齿轮座同1) 底板断裂有两处，位置及裂口开头见图1、图2 ，断块尺寸并在控球和比赛性能上都有所提升270 mm×250 mm×70 mm，断口尺寸270 mm×(100 mm～130 mm) 。2) 底板断裂一处，见图1 ，已裂透。

1.2 失效分析

小齿轮座在使用中本身受到的拘束度较大。在管磨机运行过程中承受交变载荷作用。工件本身存在制造缺陷，在加强筋边缘与底板连接之处存在应力集中。运行中，由于大拘束度及交变载荷作用，预应力集中处发生破坏，形成裂纹，逐步扩展至筋板处，发生断裂。

2 修复方案选择

根据技术手段的现状，选用手工电弧焊方法进行修复。

2.1 材料的技术性能参数

1) HT15233 的化学成分见表1 。

2) HT15233r 的性能参数见表2 。

2.2 铁的可焊性分析

由于铸铁的固有性质及冶金特性，给电弧焊带来了极大的困难，具体如下:

1) 熔化后铸铁冷却速度快，在热影响区易出现白口组织，焊接时开裂倾向较大。

2) 铸铁组成成分中，碳的含量高，在焊接过程中碳易被气化，容易产生气孔。

3) 铸铁强度高，塑性差，焊接时残余应力大，易产生焊接热裂纹。

4) 铸铁中C、S、P 等元素含量高，并在焊接过程中熔化到焊缝中，会增加金属的硬度，降低塑性和韧性，易产生裂纹，并降低可加工性。

5) 铸铁在冶炼过程中，易出现石墨粗大化，石墨与基体产生间隙，使铸件在使用过程中油、水渗入形成氧化物，严重阻碍焊接时的熔合，同时，增加产生焊接裂纹和气孔的可能性。

6) 铸铁在焊接熔化时，液态金属流动性很差，严重妨碍焊接时的熔合，熔池中熔渣和有害气体难以逸出，会在焊缝中产生严重缺陷。

针对以上不利因素，必须从焊接工艺、操作方法、焊接程序、焊接材料几方面加以解决。

2.3 焊接方法的选择

铸铁手工焊可采用热焊和冷焊两种方法。手工电弧热焊是将工件整体加热到600 ℃～650 ℃以上开始施焊，焊接过程中工作温度不得低于400 ℃，焊后马上加热到650 ℃，以消除应力退火。

小齿轮座的重量为1. 74 t ，且氧化铝一分厂没有合适的加热装备，故采用手工电弧冷焊法修复。冷焊法是指用不预热、严格控制层间温度、小线能量的焊接方法进行焊接。

2.4 焊接材料的选择

HT15233 的可焊性较差且底座的下表面为加工表面，为保证焊接质量及下表面的可加工性宜采用纯镍基焊条Z308 进行焊接。但Z308 焊条价格昂贵，为节约费用，可采用以Z308 焊条焊隔离层、J507 焊条与Z308 焊条相互填充、Z308 焊条盖面的方法进行修复，这样既可降低成本又可保证焊接质量及下表面的可加工性能。

Z308 焊条的机械性能见表3 。

2. 5 焊接次序

1) 裂纹处按非加工面再加工面的次序施铅合金焊。

2) 断块处先焊筋板侧，保证焊透，再从另一侧清根、施焊。后焊筋板。

3 焊接

焊接前要对所有焊接部位进行彻底清理，清除所有结疤、油污等缺陷因素，然后再开始焊接准备。

3.1 裂纹处焊接准备

表面清理干净后，用角向抛光机修聚苯板系统的芯材均已到达新国标磨裂纹处至磨可完成存储、打印出所要求的双U 型坡口。修磨时要求消除所有裂纹倾向，坡口边缘平滑过渡，钝边、间隙以单边能焊透为准。

3.2 断块处焊接准备

两断块断裂口处形状基本规则，表面清理后用角向抛光机将断口按坡口所要求形状、尺寸修磨成双U 型坡口，钝边、间隙以单边能焊透、另一侧以清根为准，然后按尺寸在划线平台上将断块与小齿轮座本体组对、点固。

3. 3 焊接

小齿轮座焊接熔敷量较大，为减小焊接应力及焊接变形，保证焊接质量，采用两班工作制，固定高水平焊工施焊。焊接时环境温度保证在20 ℃以上，夜班如果温度过低则停止焊接。为防止穿堂风，在施焊时搭设围篷以防风保温。焊接时先焊裂纹，然后再焊断裂块。焊裂纹时先焊两螺丝孔中间的裂纹，焊完后再焊外侧裂纹。

1) 焊接前，Z308 焊条要150 ℃烘干1 h ，J507 要250 ℃烘干2 h ，烘干后放入保温桶中保温，随用随取。

2) 每次焊接时都将焊道放置在水平位置，以利于操作。

3) 焊接时采用短道、快速、不摆条、断续、分散焊法，每段长度木工车床不超过30 mm ，收弧时要填满弧坑。

4) 焊完一道马上用钝头小锤锤击整个焊道以释放焊接应力，锤击速度要快，力量由重渐轻。

5) 严格控制层间温度，每焊完一道必须冷却到50 ℃运输带以下方可继续施焊。

6) 打底时采用小熔合比进行焊接，填充焊和盖面焊时可适当放大熔合比。

7) 清除熔渣后，用五倍放大镜观察，无裂纹，再继续下一步焊接。 (end)

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