郝文靜，郭采鳳

回轉(zhuǎn)窯小齒輪的補(bǔ)焊修復(fù)

Repair Welding of Pinion for Rotary Kilns

郝文靜，郭采鳳

1 前言

回轉(zhuǎn)窯中小齒輪材質(zhì)為35CrNi3Mo，鍛件，重量為2000多公斤，因加工后輪齒超差，不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，故需進(jìn)行補(bǔ)焊修復(fù)。

2 焊接性分析

35CrNi3Mo屬于低合金高強(qiáng)鋼,有很高的強(qiáng)度韌性及淬透性和抗過(guò)熱穩(wěn)定性,有回火脆性傾向,焊接性較差，焊后易產(chǎn)生裂紋。因回轉(zhuǎn)窯小齒輪已加工完成，也已進(jìn)行了調(diào)質(zhì)，故焊后不能再調(diào)質(zhì)處理。焊后要求等強(qiáng)且有抗裂性能，為了防止應(yīng)力集中，要嚴(yán)格保持低氫狀態(tài)，所以需制定合理的焊接工藝方案，以避免裂紋的產(chǎn)生，并要進(jìn)行焊后回火處理。

3 焊接工藝方案的確定

3.1 焊接方法

采用焊條電弧焊

3.2 焊接材料

除要求不產(chǎn)生冷熱裂紋外，還應(yīng)遵循等強(qiáng)度原則。經(jīng)過(guò)對(duì)小齒輪鍛件機(jī)械性能的分析得知，其抗拉強(qiáng)度為600MPa，而A507抗拉強(qiáng)度為610MPa，選擇抗裂性能好的鉻鎳基奧氏體不銹鋼焊條A507焊條作為焊接材料，并控制焊縫的擴(kuò)散氫含量，則能滿足要求。

3.3 焊接參數(shù)

為減少熱輸入量，我們選擇小的焊接工藝參數(shù)，使用A507焊材，直徑2.5mm，直流反接，焊接電流60～80A，電弧電壓16～18V。

3.4 焊前預(yù)熱

為了防止出現(xiàn)焊接裂紋，采用較高的預(yù)熱溫度，考慮現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，將預(yù)熱溫度定為250～300℃。

3.5 焊接設(shè)備

使用焊條電弧焊機(jī)ZX5-400B，并且要直流反接。

3.6 熱處理規(guī)范的確定

在焊后不進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理的前提下,為避免裂紋需進(jìn)行焊后回火處理,但熱處理溫度必須比母材原始淬火后的回火溫度低50℃左右,否則焊接接頭及母材非焊接熱影響區(qū)可能軟化，產(chǎn)生韌性降低現(xiàn)象。由于母材淬火后回火的溫度為630℃，故確定補(bǔ)焊后熱處理回火的溫度為550～600℃，這樣去應(yīng)力才充分。

4 焊接工藝的實(shí)施

4.1 焊前準(zhǔn)備

焊前焊條需要經(jīng)250℃左右烘焙1h，烘干后將焊條放入保溫箱中保溫待用。

4.2 焊前清理

將需要施焊的部位進(jìn)行清理，去除油污、水分、灰塵和氧化膜等雜質(zhì)，清理好后要及時(shí)施焊，否則需重新清理。

4.3 焊前預(yù)熱

用氧氣乙炔焰對(duì)焊件進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為250～300℃，預(yù)熱溫度用遠(yuǎn)紅外測(cè)溫儀測(cè)量。

4.4 焊接實(shí)施

在引弧板上引弧，電弧不要過(guò)長(zhǎng)，電弧過(guò)長(zhǎng)易產(chǎn)生熱裂紋，所以要采取短弧焊接，弧長(zhǎng)一般為2～3mm，堆焊層附近做防止飛濺處理,各齒補(bǔ)焊處要交替進(jìn)行，以控制焊接變形，清除焊渣，層間快速冷卻。焊后立即作550～600℃的回火處理。

4.5 焊后熱處理工藝曲線

焊后熱處理工藝曲線見圖1。每小時(shí)升溫不大于50℃，升至550～600℃，保溫8h，冷卻時(shí)每小時(shí)降溫不得大于100℃，200℃以下可出爐。

4.6 焊后檢查

進(jìn)行超聲波探傷檢查，沒有發(fā)現(xiàn)裂紋等焊接缺陷，并符合設(shè)計(jì)要求的GB/T6420中3級(jí)的規(guī)定。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上工藝過(guò)程的實(shí)施，成功地對(duì)小齒輪進(jìn)行了補(bǔ)焊處理，得出結(jié)論如下：采用焊條電弧焊接，并進(jìn)行焊前預(yù)熱，選擇合理的焊接規(guī)范及焊接實(shí)施工藝，焊后立即進(jìn)行熱處理，通過(guò)探傷檢查，補(bǔ)焊質(zhì)量良好，達(dá)到了預(yù)期的效果，通過(guò)實(shí)際運(yùn)行，一切正常。

[1]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社.

[2]杜國(guó)華.實(shí)用工程材料焊接手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.

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