張國(guó)晟

（遼寧省鐵嶺市鐵法能源公司運(yùn)輸部, 遼寧 鐵嶺 112700）

引言

運(yùn)輸部所屬鐵路貨車(chē)車(chē)輛檢修車(chē)間日常主要生產(chǎn)任務(wù)是對(duì)貨車(chē)車(chē)輛進(jìn)行檢修。貨車(chē)檢修完畢后，要對(duì)空氣制動(dòng)系統(tǒng)壓力及制動(dòng)裝置進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果是否達(dá)標(biāo)，將直接影響到貨車(chē)檢修后能否達(dá)到出廠運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)。由于制動(dòng)系統(tǒng)測(cè)試過(guò)程中需要空氣壓縮機(jī)不斷提供風(fēng)源，因此空氣壓縮機(jī)（型號(hào)為L(zhǎng)-11/7）是貨車(chē)檢修過(guò)程中極其重要的檢修設(shè)備。鑒于電動(dòng)機(jī)端蓋有一處裂紋，為不影響貨車(chē)正常檢修工作，降低維修成本，決定對(duì)電動(dòng)機(jī)端蓋裂紋自行焊接修復(fù)。

1 電動(dòng)機(jī)端蓋裂紋介紹

空氣壓縮機(jī)采用三項(xiàng)異步電動(dòng)機(jī)（型號(hào)：YKQ250-M）,電動(dòng)機(jī)端蓋材質(zhì)為灰口鑄鐵，電動(dòng)機(jī)端蓋厚度為35 mm、裂紋長(zhǎng)度為42 mm、裂紋深度為16 mm，電動(dòng)機(jī)端蓋產(chǎn)生裂紋處見(jiàn)圖1。

圖1 電動(dòng)機(jī)端蓋處裂紋

2 裂紋的修復(fù)方法

2.1 涂膠法

用噴燈、電砂輪、鋼絲刷或粗砂紙等對(duì)裂紋表面進(jìn)行打磨，除去表皮松動(dòng)物質(zhì)，提高修復(fù)表面的粗糙度，并用清洗劑擦拭、晾干，以清潔結(jié)合表面，然后將修補(bǔ)膠均勻涂抹在裂紋處，反復(fù)按壓，保證修補(bǔ)膠與裂紋表面充分接觸。

2.2 焊接法

2.2.1 焊條電弧焊

焊條電弧焊就是用手工操作焊條進(jìn)行焊接的電弧焊方法。該焊接方法優(yōu)點(diǎn)是操作靈活，待焊接頭裝配要求低；缺點(diǎn)是生產(chǎn)效率低，焊縫質(zhì)量依賴(lài)性強(qiáng)（依賴(lài)于焊工的操作技能及現(xiàn)場(chǎng)發(fā)揮）。

2.2.2 CO2氣體保護(hù)焊

就是利用CO2作為保護(hù)氣體的熔化極電弧焊的方法。優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，焊后不需要清渣，而且熔池容易看的清楚，便于監(jiān)控，生產(chǎn)效率比普通的焊條高出2～4 倍；適合全方位焊接和自動(dòng)焊；成本低，CO2氣體來(lái)源廣，而且價(jià)格低，且消耗的電能也少，通常CO2氣體保護(hù)焊的成本只有埋弧焊或焊條電弧焊的1/2；焊接變形小，由于電弧加熱集中，焊件受熱面積小，同時(shí)CO2氣流有較強(qiáng)的冷卻作用，所以焊接變形?。挥捎诤缚p含氫量少，因此抗銹能力強(qiáng)；特別是焊接灰口鑄鐵效果非常好，因此焊接質(zhì)量高；適合室內(nèi)焊接。缺點(diǎn)是焊接時(shí)不能有風(fēng)，抗風(fēng)能力差；飛濺率比焊條電弧焊大，并且焊縫表面成形較差。

3 焊接修復(fù)工藝的難點(diǎn)分析及選擇

由于電動(dòng)機(jī)端蓋是灰口鑄鐵，焊接性差。若采用電弧焊，焊接表面易出現(xiàn)成形不良、咬邊、未融合、未焊透、夾渣、產(chǎn)生氣孔等現(xiàn)象。特別是在電弧焊時(shí)，如果焊條選擇不合理，沒(méi)有采取合理的工藝措施，則會(huì)在焊接過(guò)程中產(chǎn)生危害，最嚴(yán)重的是白口和裂紋，主要是由于灰鑄鐵的塑性接近于零，抗拉強(qiáng)度又低，易被撕裂（焊接時(shí)如果焊縫的強(qiáng)度高于母材，產(chǎn)生收縮量不均勻，從而使結(jié)合處母材被撕裂）；當(dāng)結(jié)合處產(chǎn)生白口組織時(shí)，因白口組織硬而脆，它的冷卻收縮率又比灰鑄鐵大很多，從而促使焊縫在冷卻時(shí)更易開(kāi)裂；另電弧焊對(duì)焊工操作技術(shù)能力也有很高要求。

CO2氣體保護(hù)電弧焊是以CO2氣體作為保護(hù)介質(zhì)，利用專(zhuān)用的焊槍?zhuān)纬勺銐虻腃O2氣體保護(hù)層，使電弧及熔池與周?chē)諝飧綦x，防止空氣中的氮、氧、氫對(duì)熔滴和熔池金屬的有害作用，從而獲得優(yōu)良的機(jī)械性能。

通過(guò)電弧焊和CO2氣體保護(hù)電弧焊優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比，決定采用CO2進(jìn)行焊接。

4 焊接參數(shù)的選擇

4.1 焊機(jī)的選擇

焊機(jī)選用CPXDS-350 型CO2氣體保護(hù)焊機(jī)，焊機(jī)使用技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1。使用焊機(jī)時(shí)，保證焊機(jī)始終在此參數(shù)下運(yùn)行，不僅保證了電弧燃燒的穩(wěn)定性，使母材熔合良好，而且有利于減少母材熔深，降低焊縫的含碳量。

表1 焊機(jī)使用技術(shù)參數(shù)

4.2 焊絲的選擇

焊絲選用HPGS50-6 焊絲。因?yàn)楹附z中的C、Si等合金元素有利于促進(jìn)石墨化過(guò)程，從而防止白口組織的產(chǎn)生；焊絲表面的鍍銅也有利于白口，因?yàn)殂~也是促進(jìn)石墨化的有力元素。

4.3 焊接操作參數(shù)的選擇

1）控制焊絲的伸出長(zhǎng)度。焊接時(shí)，焊絲伸出焊槍保護(hù)嘴長(zhǎng)度為8～10 mm。焊絲若伸出過(guò)長(zhǎng)，焊接時(shí)易產(chǎn)生飛濺；焊絲若伸出過(guò)短，焊接時(shí)不易觀察焊縫焊接質(zhì)量。

2）控制焊槍的操作角度。焊接時(shí)，焊槍操作角度為15°～30°。若焊槍操作角度過(guò)大，焊接時(shí)焊縫難成形；若焊槍操作角度過(guò)小，焊接時(shí)不易觀察焊縫焊接質(zhì)量。

3）CO2氣體的選擇。采用CO2純度比較高的氣體。焊接時(shí)，若選用純度低的CO2氣體，氣體保護(hù)性差，焊縫易夾渣，焊接質(zhì)量差。

5 裂紋焊接修復(fù)工藝

5.1 焊前準(zhǔn)備

焊接前仔細(xì)觀察裂紋的起止位置，在裂紋的前后端3～5 mm 處，用鉆頭各鉆出Φ5～8 mm 的止裂孔，以防在焊接過(guò)程中裂紋會(huì)向外擴(kuò)展；用角向磨光機(jī)將待焊部位打磨成U 型坡口（露出金屬光澤），中間部位留有5 mm 不開(kāi)坡口；用紗布或鋼絲刷清理電動(dòng)機(jī)端蓋裂紋部位，將開(kāi)裂處的油污及油漆等清除干凈，然后將電動(dòng)機(jī)端蓋放入電阻爐內(nèi)加熱至100～150 ℃左右，要控制加熱溫度以防溫度過(guò)高裂紋會(huì)再次擴(kuò)大。

5.2 焊接方法（分段退焊法）

當(dāng)焊接件達(dá)到預(yù)熱溫度時(shí)，從裂紋止裂孔處開(kāi)始焊接。采用分段退焊法，每次焊接焊縫的總長(zhǎng)度不得超過(guò)15 mm，并且息弧后馬上用圓頭小錘快速敲擊焊縫處，以消除焊接產(chǎn)生的應(yīng)力，待焊縫溫度降到50～60 ℃時(shí)再繼續(xù)焊接下一道焊縫；焊接時(shí)應(yīng)認(rèn)真仔細(xì)觀察焊縫，如發(fā)現(xiàn)裂紋等缺陷應(yīng)及時(shí)補(bǔ)焊，最后焊接止裂孔；修補(bǔ)裂紋完成后，將工件放在電阻爐內(nèi)加熱至350～500 ℃，做去應(yīng)力處理，加熱時(shí)間為6～8 h，最后電爐斷電，工件隨爐溫自然冷卻，取出打磨[3-4]。

6 結(jié)語(yǔ)

在保證可行性和經(jīng)濟(jì)性的前提下，要想充分挖掘現(xiàn)有設(shè)備資源的潛力，如何采取合理修復(fù)工藝為關(guān)鍵點(diǎn)。采用CO2氣體保護(hù)焊方法修復(fù)電動(dòng)機(jī)端蓋裂紋，既節(jié)約時(shí)間又降低成本，同時(shí)修舊利廢。焊修后，經(jīng)檢測(cè)焊接質(zhì)量達(dá)到焊接工藝要求，端蓋使用至今未再次發(fā)生裂紋。