沈根平

（江蘇省江陰中等專業(yè)學校，江蘇 江陰 214433）

隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，大型農(nóng)業(yè)機械在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中普遍應用，由于使用不當，加之田地情況復雜，機械部件會出現(xiàn)斷裂或者磨損嚴重的情況。由于農(nóng)忙時間緊，大都采用現(xiàn)場焊接維修。只有維修得當才可以延長農(nóng)業(yè)機械的使用時間，否則在維修處經(jīng)常會出現(xiàn)問題。本文就常見的維修方法及應用場合做簡要的分析，以便維修者選用。

1 大型設備結(jié)構(gòu)件的維修

大型結(jié)構(gòu)件的材料一般都是Q345B，受力比較復雜，因而維修的質(zhì)量比較關(guān)鍵，否則維修的地方會經(jīng)常出現(xiàn)問題。維修中，一般采用手工電弧焊，由于直流電源穩(wěn)定性較好，所以最好采用直流電源。大型農(nóng)業(yè)機械使用環(huán)境比較惡劣，載荷變化比較大，選用E5015或者E5016焊條，選用直徑3.2 mm或者4 mm焊條。另外，維修前，一定要把斷裂處的油漆和泥土處理干凈，坡口準備到位（一定要保證結(jié)構(gòu)全熔透），厚板坡口可以采用火焰氣割后打磨，如圖1所示，坡口角度一般 60°±5°，間隙 2～3 mm，鈍邊 1～2 mm，既保證能夠熔透，又保證不會燒穿。

焊接過程中，第1層采用3.2 mm的焊條，焊接電流100～120 A，采用斷弧法，以保證構(gòu)件能夠焊透，同時易于控制。第一層的關(guān)鍵是保證背面焊透，同時每一個熔池應覆蓋前一個熔池的2/3，這樣保證內(nèi)部焊接質(zhì)量。第二層采用4 mm的焊條，焊接電流140～165 A，采用連弧法，以保證構(gòu)件能夠焊透，同時易于控制。第二層為調(diào)整層，為蓋面打好基礎；蓋面層主要保證表面質(zhì)量，防止咬邊，未熔合等缺陷，防止這些缺陷帶來力學性能的下降。

2 液壓管件的維修

大型農(nóng)業(yè)機械大多數(shù)采用液壓系統(tǒng)，由于出現(xiàn)焊接質(zhì)量不佳，經(jīng)常會有少量液壓油從容腔邊界流出。從而出現(xiàn)液壓系統(tǒng)壓力調(diào)不高,工作能力降低；執(zhí)行機構(gòu)的運動速度不穩(wěn)定；液壓系統(tǒng)工作效率降低、油液溫度升高，造成油液和其他物質(zhì)的浪費,有可能引起液壓系統(tǒng)甚至整個機械控制失靈。因此，液壓管道的維修是農(nóng)業(yè)機械維修中非常重要的環(huán)節(jié)。農(nóng)業(yè)機械的液壓管道，材料比較復雜，有20#碳鋼、Q235B，還有部分是不銹鋼的。管道維修之前，首先要清理管道，因為管道流動的是液壓油，不清理會造成內(nèi)部焊接質(zhì)量得不到保障。其次，選擇焊接方法，管道焊接盡量選用鎢極氬弧焊，氬弧焊的熔池溫度比較集中，便于操作者控制焊接質(zhì)量。對直徑較大的管道，可采用氬弧焊打底，氣保焊或手工電焊填充蓋面的方法。最后，根據(jù)母材的材料，選擇合適的焊接材料，與母材相匹配。焊接設備選用直流不熔化極氬弧焊機，應具有預先送氣、電流衰減和滯后送氣等功能，采用直流正極性進行焊接，手工電弧焊采用容量300 A左右的交流或直流弧焊機，氬氣為氬氣含量≥99.99%的工業(yè)純氬，如果是不銹鋼，管子內(nèi)部還必須通氣。鎢極氬弧焊焊絲為直徑φ1.6～2.4 mm與母材相匹配的焊絲，使用前焊絲表面如有油污應用丙酮揩干凈，手工電弧焊焊條為直徑φ2.5 mm、φ3.2 mm與母材相匹配的焊條，使用前焊條需經(jīng)烘干。焊接時，管子坡口面角度為30°±5°，可采用坡口機或者機械加工，焊接參數(shù)見下表1。

表1 鎢極氬弧焊焊接規(guī)范Tab.1 Specification for TIG welding

維修管道時需要注意的要點：焊接區(qū)應注意防風，以防吹散氬氣，影響氬氣保護效果和焊接質(zhì)量；采用鎢極氬弧焊時，對焊縫背面也要氬氣保護，以防焊縫根部在高溫下氧化而造成焊接缺陷，按要求制作的裝置,作為管內(nèi)充氬保護；多層焊時，前道焊縫表面應用鋼絲刷刷清后再焊后道。

3 軸類零件的堆焊

軸類零件的磨損問題是農(nóng)業(yè)機械設備管理中經(jīng)常會出現(xiàn)的問題。當出現(xiàn)這種情況時，一般采用的措施是拆卸分解，然后對軸進行更新。拆卸安裝，都需要投入較多的人力、物力和財力，耗時長。而農(nóng)忙時，時間貴如金。為節(jié)省時間，可以針對磨損的程度，通過手工電弧堆焊和微電弧冷焊解決問題。例如：某型號收割機半軸軸頭的螺紋磨損嚴重，導致鎖緊不能螺母擰緊。該半軸材料為35CrMo，螺紋為M125×2 mm，螺紋部分總長40 mm。為提高效率和節(jié)約成本，先車去損壞的螺紋，采用堆焊法修復尺寸，再進行新的螺紋加工。其具體操作如下：

首先卸下磨損的軸，車去已經(jīng)磨損的部分，使得原來的軸表面光潔，無油污以及污物，為下一步堆焊提供堅實的保證。堆焊過程中，為了保證電弧穩(wěn)定，一般采用直流電源，并且選用直流反極法。同時為了保證堆焊后的耐磨性能，選用E6015或者E6016焊條，選用直徑2.5 mm或3.2 mm焊條。

為了保證堆焊質(zhì)量，應采用相應的措施焊前將焊件預熱和焊后緩冷。當焊接材料為低合金鋼時，焊件預熱溫度應根據(jù)碳當量來計算不同的碳當量，預熱溫度也不同，當碳當量0.4%時預熱在150℃左右；當碳當量為0.5%時，可預熱250℃；當碳當量為0.6%，預熱在300℃左右。由此看出，當碳當量增加時，預熱溫度也增加。手工堆焊要時刻掌握要領(lǐng)，應適當調(diào)整焊接參數(shù)，如：改變電弧電壓、焊接電流、焊接速度、運條方式、焊條與焊件距離等都能影響稀釋率。焊接電流太大，電弧太長都會增加合金元素的燒損，通常采用右向焊，因左向焊易導致氣孔不融合。

堆焊時，焊條要做適當?shù)臋M向擺動，這樣可以減少夾渣和其他缺陷。擺動幅度應控制在焊條直徑的2.5～3倍，兩次擺動之間的約為焊條直徑的1/2倍。如焊完一層后溫度過高，則應等冷卻到預熱溫度再堆焊下一層。而開始堆焊第二條焊道時，第二條焊道必須熔化第一條焊道寬度的33%～50%，這樣就可以使焊道之間連接緊密，減少稀釋率，并防止產(chǎn)生夾渣等缺陷。堆焊完成后，再利用車床加工尺寸和螺紋，維修后該軸已經(jīng)使用6年多，工作狀況良好。

當然，小面積的維修可以采用微弧冷焊工藝。微弧冷焊工藝是將電源存儲的高能量電能，在電極與金屬母材間瞬時高頻釋放，形成空氣電離通道，使高合金電極與母材表面產(chǎn)生瞬間微區(qū)高溫、高壓的物理化學冶金過程，同時在微電場作用下，微區(qū)內(nèi)離子態(tài)的電極材料溶滲、擴散到母材基體，形成冶金結(jié)合。由于補焊過程是在瞬間的高溫—冷卻中進行的，在狹窄的堆焊過度區(qū)會得到超細奧氏體組織。另外，堆焊在微區(qū)內(nèi)快速進行，對母材的熱輸入量極低，焊層的殘余應力小至可忽略不計。

例如：某汽輪機軸軸承部位：軸直徑50 mm，磨損寬度18 mm，深度0.3 mm，軸的材料為40 Cr，采用微弧冷焊工藝進行修復。具體操作如下：拆卸軸承箱，露出磨損的軸，去除軸頸部位進行表面的油，用粗砂紙或銼刀去除表面的氧化層；選擇硬度與母材一致的HRC30的鎳焊絲，直徑為1 mm；電壓135 V、脈沖頻率30/s，3～6 L/min氬氣保護，控制工件溫度在30℃～50℃，時間根據(jù)溝槽深度靈活掌握；用銼刀、水砂紙等打磨工具，對高出工件表面的部位進行打磨修平，用刀口尺、塞尺進行檢查，保證公差在0～0.03 mm（半徑方向）。最后用細砂紙、金相砂紙對修復部位進行拋光，使光潔度達到機體原使用標準。

4 結(jié)束語

大型農(nóng)業(yè)機械中的焊接技術(shù)是比較復雜的，不僅僅是臨時修復，而是要保證維修后產(chǎn)品的使用壽命，因而，要根據(jù)制造過程中產(chǎn)品的要求和使用狀況，合理選用焊接方法和焊接材料，嚴格按照焊接工藝施焊，保證對接縫的焊透，力學性能與母材相似，才能保證維修產(chǎn)品的使用壽命。