通過對其材料的技術(shù)性能、鐵的可焊性等性能的分析 , 介紹了小齒輪座底板的斷裂情況。確定了手工電弧冷焊的施工方案 , 并提出了具體的焊接工藝 , 順利完成了該工件的修復(fù)。

　　1 缺陷情況及失效分析

　　小齒輪座的斷裂情況

　　位置及裂口開頭, 小齒輪座底板四個地腳螺絲孔有兩個斷裂 ( 小齒輪座同 1 底板斷裂有兩處 . 斷塊尺寸 270mm 250mm 70mm, 斷口尺寸 270mm 100mm 130mm

　　已裂透。 底板斷裂一處 .

　　失效分析

　　加強筋邊緣與底板連接之處存在應(yīng)力集中。運行中 , 小齒輪座在使用中本身受到拘束度較大。管磨機運行過程中承受交變載荷作用。工件本身存在制造缺陷 . 由于大拘束度及交變載荷作用 , 預(yù)應(yīng)力集中處發(fā)生破壞 , 形成裂紋 , 逐步擴展至筋板處 , 發(fā)生斷裂。

　　2 修復(fù)方案選擇

　　選用手工電弧焊方法進(jìn)行修復(fù)。

　　手工電弧焊對鑄鐵軸承座的修復(fù)工藝

　　鐵的可焊性分析

　　給電弧焊帶來了極大的困難 , 由于鑄鐵的固有性質(zhì)及冶金特性 . 具體如下 :

　　1 熱影響區(qū)易出現(xiàn)白口組織 ,熔化后鑄鐵冷卻速度快 . 焊接時開裂傾向較大。

　　2 碳的含量高 ,鑄鐵組成成分中 . 焊接過程中碳易被氣化 , 容易發(fā)生氣孔。

　　3 塑性差 ,鑄鐵強度高 . 焊接時殘余應(yīng)力大 , 易產(chǎn)生焊接熱裂紋。

　　4 并在焊接過程中熔化到焊縫中 ,鑄鐵中 C S P 等元素含量高 . 會增加金屬的硬度 , 降低塑性和韌性 , 易產(chǎn)生裂紋 , 并降低可加工性。

　　5 易出現(xiàn)石墨粗大化 ,鑄鐵在冶煉過程中 . 石墨與基體產(chǎn)生間隙 , 使鑄件在使用過程中油、水滲入形成氧化物 , 嚴(yán)重阻礙焊接時的熔合 , 同時 , 增加發(fā)生焊接裂紋和氣孔的可能性。

　　6 液態(tài)金屬流動性很差 ,鑄鐵在焊接熔化時 . 嚴(yán)重妨礙焊接時的熔合 , 熔池中熔渣和有害氣體難以逸出 , 會在焊縫中產(chǎn)生嚴(yán)重缺陷。

　　必需從焊接工藝、操作方法、焊接順序、焊接資料幾方面加以解決。 針對以上有利因素 .

　　焊接方法的選擇

　　焊接過程中工作溫度不得低于 400 ℃ , 鑄鐵手工焊可采用熱焊和冷焊兩種方法。手工電弧熱焊是將工件整體加熱到 600 ℃ ～ 650 ℃以上開始施焊 . 焊后馬上加熱到 650 ℃ , 以消除應(yīng)力退火。

　　且氧化鋁一分廠沒有合適的加熱裝備 , 小齒輪座的重量為 1.74t. 故采用手工電弧冷焊法修復(fù)。冷焊法是指用不預(yù)熱、嚴(yán)格控制層間溫度、小線能量的焊接方法進(jìn)行焊接。

　　焊接資料的選擇

　　為保證焊接質(zhì)量及下表面的可加工性宜采用純鎳基焊條 Z308 進(jìn)行焊接。但 Z308 焊條價格高貴 ,HT15233 可焊性較差且底座的下表面為加工表面 . 為節(jié)約費用 , 可采用以 Z308 焊條焊隔離層、 J507 焊條與 Z308 焊條相互填充、 Z308 焊條蓋面的方法進(jìn)行修復(fù) , 這樣既可降低利息又可保證焊接質(zhì)量及下表面的可加工性能。

　　手工電弧焊對鑄鐵軸承座的修復(fù)工藝

　　焊接次第

　　1 裂紋處按非加工面再加工面的次第施焊。

　　2 保證焊透 ,斷塊處先焊筋板側(cè) . 再從另一側(cè)清根、施焊。后焊筋板。

　　3 焊接

　　清除所有結(jié)疤、油污等缺陷因素 , 焊接前要對所有焊接部位進(jìn)行完全清理 . 然后再開始焊接準(zhǔn)備。

　　裂紋處焊接準(zhǔn)備

　　用角向拋光機修磨裂紋處至磨出所要求的雙 U 型坡口。修磨時要求消除所有裂紋傾向 , 外表清理干凈后 . 坡口邊緣平滑過渡 , 鈍邊、間隙以單邊能焊透為準(zhǔn)。

　　斷塊處焊接準(zhǔn)備

　　外表清理后用角向拋光機將斷口按坡口所要求形狀、尺寸修磨成雙 U 型坡口 , 兩斷塊斷裂口處形狀基本規(guī)則 . 鈍邊、間隙以單邊能焊透、另一側(cè)以清根為準(zhǔn) , 然后按尺寸在劃線平臺上將斷塊與小齒輪座本體組對、點固。

　　焊接

　　為減小焊接應(yīng)力及焊接變形 , 小齒輪座焊接熔敷量較大 . 保證焊接質(zhì)量 , 采用兩班工作制 , 固定高水平焊工施焊。焊接時環(huán)境溫度保證在 20 ℃以上 , 夜班如果溫度過低則停止焊接。為防止穿堂風(fēng) , 施焊時搭設(shè)圍篷以防風(fēng)保溫。焊接時先焊裂紋 , 然后再焊斷裂塊。焊裂紋時先焊兩螺絲孔中間的裂紋 , 焊完后再焊外側(cè)裂紋。

　　1 Z308 焊條要 150 ℃烘干 1h,焊接前 .J507 要 250 ℃烘干 2h, 烘干后放入保溫桶中保溫 , 隨用隨取。

　　2 以利于操作。 每次焊接時都將焊道放置在水平位置 .

　　3 每段長度不超過 30mm,焊接時采用短道、快速、不擺條、斷續(xù)、分散焊法 . 收弧時要填滿弧坑。

　　4 錘擊速度要快 ,焊完一道馬上用鈍頭小錘錘擊整個焊道以釋放焊接應(yīng)力 . 力量由重漸輕。

　　5 每焊完一道必須冷卻到 50 ℃以下方可繼續(xù)施焊。 嚴(yán)格控制層間溫度 .

　　6 填充焊和蓋面焊時可適當(dāng)放大熔合比。 打底時采用小熔合比進(jìn)行焊接 .

　　7 用五倍放大鏡觀察 ,清除熔渣后 . 無裂紋 , 再繼續(xù)下一步焊接。