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【摘 要】煤炭市场减速机使用不断加大,而轴承座损坏较多.如更换,配套设备要全部拆解,费工费时、耽误生产.但采用焊条电弧焊补焊技术,即节约了成本,还能保证质量、不影响生产.本文主要讲述了补焊减速机壳体轴承座的工艺方法,重点介绍了材料的性能以及操作时应注意的事项,对今后生产中相似问题的解决提供了很好的借鉴经验.
【关 键 词】焊接性；焊接裂纹；预热；热应力
一、课题的由来
生产线上的皮带减速机,因多年连续运转到了维修期,轴承座部位磨损现象严重,更换费力、费时、费财力,所以必须进行修复.
常用的修复方法有：
1、镶套法
其优点是方法简单、成本低、修复时间短.缺点是镶套后若套与轴承间隙过小,易使轴承发热.
2、铜焊法
其优点是修复后轴承座孔的抗冲击、抗振性好,修复后轴承座孔质量较稳定,使用周期较长.缺点是焊修工艺较复杂,时间长,焊条成本较高.
通过实践,采用堆焊的方法对减速器壳体轴承座进行修复,不仅降低了维修周期,而且解决了生产中的实际问题.
二、材料分析
1、轴承座的材质分析
减速机壳体轴承座的材料是灰铸铁.灰铸铁中的碳是以片状石墨形态存在.具有塑性好、成本低、铸造性好、易机加工、吸震和耐磨等优点,所以应用广泛.
2、灰铸铁的焊接性
焊条电弧焊焊灰铸铁时,焊缝的冷却速度要远比铸件在铸造时、砂型中的冷却速度快.所以焊缝组织在焊缝区基本是白口组织,在焊缝的热影响区也会出现白口组织、淬硬组织及马氏体组织并容易产生焊接裂纹.对焊缝质量的危害非常大,焊后还难以进行机加工.只要采用合适的焊接工艺措施,就能避免产生上述情况.另外铸铁焊接时产生的裂纹有冷裂纹和热裂纹两种.
三、制定焊接工艺
1、选择焊接方法
由于减速机壳体的材质是灰铸铁,而且轴承座补焊后要进行机加工.因此采用灰铸铁焊条电弧焊半热焊的方法.半热焊就是焊接前,把灰铸铁整体或局部预热至400℃左右进行补焊,焊后采用缓慢冷却的焊接方法.
四、焊前准备
1、焊件的清理：焊前必须清除焊件上的一切污物,将焊口附近30mm内的油污、泥砂、铁锈等,用角磨机和钢丝刷打净,使母材露出金属光泽.
2、坡口：为了方便补焊和减小母材的熔化量,开U形坡口.
3、焊条的选择和烘干处理：选用直径为φ3.2mm的Z208铸铁焊条,焊条在电拷箱中烘烤150℃左右,时间为1小时.
4、焊机的选用：选择晶闸管控制直流弧焊焊机,反接极性.
五、焊接操作过程
1、选择吊位焊接方法
首先要准备好支撑物品和起吊设备,由于减速机壳体轴承位是半圆形,焊前要使其上面的焊道尽量与地水平,采用随转随焊的堆焊作业方式进行.
2、焊前局部加热
加热壳体轴承位,温度控制在200°～300°之间.温度选择在这个范围内主要是考虑加热补焊轴承座时,使其临近完好的轴承座温度较高,容易产生变形,应根据实际情况灵活掌握火焰的大小和角度,增大火焰长度或者调整火焰的大小.
预热速度要控制好.使内部、外部的温度尽量均匀,防止在加热过程中,因为热应力过大而产生裂纹.
3、焊接操作
焊接时,为防止和减少焊接结构的应力,合理安排堆焊顺序,减速机壳体轴承座位的堆焊应从中间向四周进行,对称进行堆焊.焊接电弧在缺陷边缘处不要停留过长,防止母材熔化过多和产生咬边.
同时,在保证焊条药皮中的石墨能够充分熔化的前提下,把焊条电弧适当的拉长.另外,焊接中时刻观察熔池中熔渣的多少,随时把它挑出去.层间温度始终要保持预热温度,否则应该重新预热.
在整个堆焊过程中,堆焊曲面在单位截面积上会产生较大的应力集中.焊接中,在等待减速机壳体轴承座降温时,不停地锤击堆焊层表面,尤其要锤击截面积变化最大的地方.焊后可用钎锤轻击焊缝的周围,锤击的方式是沿着焊道周围,首尾相连连续进行,焊一道锤击数遍,以此类推直至焊完.
4、焊后处理
补焊完后,要对焊缝进行保温缓冷.一般用保温材料把焊缝盖上.目的是为了防止产生焊接裂纹.
六、焊接时注意事项
应注意的是整个补焊层要一次焊完,但并不是说不考虑焊接壳体补焊轴承位的温度.焊接时,要求在壳体补焊轴承位的温度高于350℃时停止堆焊,待壳体补焊轴承座的温度在200℃～300°时再进行堆焊.这主要是考虑到壳体补焊轴承座位的温度过高,会引起旁边不用补焊的壳体轴承座位的热变形,为以后的工作带来不必要的麻烦.
焊后必须在补焊层上覆盖一层石棉布或者是干砂等物品,以达到保温缓冷的目的.
七、总结
通过此种方法进行补焊,再经过机械加工完成修复减速机壳体达到工艺要求,取得了很大的经济效益.通过此次技术革新,一定程度上提高了车间成套设备维修的水平,为煤炭产业又好又快发展贡献了技术力量.