
减速器输出轴直径为80 mm,材质为45 #钢,调质处理。 由于施工过程中违章操作,造成井筒断裂,如附图所示。 我们采用现场修复工艺修复了轴。 45 #钢由于碳当量大,焊接时热影响区硬化倾向大,容易产生冷裂纹。而且这种轴的焊接量大,必然导致焊接变形和焊接应力大。 为减少焊接变形,提高焊缝质量,焊前应采取预热措施,并在加工前对零件进行相应的热处理,以减缓冷却速度,利于氢的扩散和逸出,防止冷裂纹,消除焊接应力。 热处理后,按要求车削焊接件,使轴的尺寸要求得到满足。
一、焊接前的准备工作(一)设备和材料的选择鉴于施工现场条件,轴的焊接采用手工电弧焊。 焊接设备为BX1-330交流弧焊机。 采用DC电源,接反极(覆盖电极接正级)。 为了提高焊缝的抗裂性和强度,采用低氢J507(E5015)碱性焊条作为焊接材料。焊接前,焊条烘烤1 ~ 2小时,直到温度达到350℃,然后存放在100 ~ 150℃的保温箱中。使用时,将其取出,放入烘缸中。 第一层和第二层焊缝应使用直径为3.2 mm的焊条,以减少焊接应力。 未来,直径为4毫米的焊条将用于焊缝,以提高工作效率。
二、设计焊接坡口和间隙焊接。焊接前,轴的断裂部分将被加工平。同时,为了减小焊接应力,在焊接坡口设计上采取了一些措施。 先是根据断裂情况和零件直径,设计了宽20 mm、深37 mm的U形槽。 为了使坡口形状一致,在折断部分的端面加工平整后,用成型车刀加工坡口。 为避免应力集中,坡口的所有部分都应倒圆,以减少母材熔化到焊缝金属中的比例,防止焊接裂纹。 焊接间隙对焊缝质量也有重要影响。如果间隙过小,容易造成未焊透或焊缝堆积过多,而如果间隙过大,则容易烧穿。 轴的焊接间隙为2mm。
1.焊前清理焊前,必须清除坡口和轴焊接部分钝边表面的铁锈、油污、水分和氧化皮。先用火焰烘烤去除水分和油脂,再用手砂布或砂轮机打磨除锈。 水垢可以直接用研磨机研磨清洗,一些难以清洗的油渍可以用丙酮或乙醇清洗。
2.焊接时,为防止焊接变形,应在坡口处加定位块,保证焊缝间隙相等。 为避免轴的焊接变形,点焊位置选在定位块的两侧。 由于45号钢的可焊性一般,焊前采用乙炔火焰将焊缝两侧50 ~ 80mm的部位预热至150 ~ 200℃,以降低整个焊接区域的冷却速度,防止产生裂纹。 焊接第一层和第二层焊缝时,尽量采用小电流、低电压、慢焊接速度,即低能焊接法,焊接层要薄一些(不超过2 mm),但要焊满,短弧焊不摆动。 焊接时,焊接应随着轴的转动均匀进行。每层焊缝完成后,应对焊缝的外观进行目视检查。如有气孔、夹渣和裂纹,应用碳弧气刨清除焊缝缺陷,补焊后可继续焊接。 焊接到定位块高度时,焊缝冷却温度不低于200℃时,敲出定位块,继续焊接。 堆焊高度应超过原轴径,留有足够的加工余量。 各焊缝的工艺参数见附表。
3.焊后处理和加工。焊接后覆盖石棉保温,以降低硬化程度,避免脆化。 为消除焊接应力,可用乙炔火焰将焊缝区加热到350 ~ 550℃,然后埋在热沙或石灰中慢慢冷却,直至冷却到常温。 焊接处的外观应整齐美观,焊缝应均匀,无气孔、夹渣、未熔合、飞溅和咬边。 外观合格后,将输出轴的外圆和端面车削到要求的尺寸。 该修复方法简单实用,修复成本低。 经验证,修复后的输出轴在强度和精度上完全能满足齿轮减速器的要求。
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