维普资讯 第30卷 第4期 山 西 建 筑 V01．30No．4 Feb． 2004 · 122 · 2004年 2月 SHANXI ARCHITECTURE 文章编号：1009—6825(2004)04—0122—02 手工 电弧焊对铸铁轴承座 的修 复工艺 徐新春 李红珍 摘 要：介绍 了小齿轮座底板的断裂情况，通过对其材料的技术性能、铁的可焊性等性能的分析，确定 了手工电弧冷焊的 施工方案 ，并提 出了具体 的焊接工艺，顺利完成 了该工件 的修复。 关键词：手工电弧焊，修复，焊接 中图分类号：TU607 文献标识码 ：A 中铝山西分公司氧化铝一分厂 GM一23型管磨机小齿轮座， 2．2 铁的可焊性分析 材质为HTI5—33，在使用过程中其底板四个地脚螺丝孔处两个断 由于铸铁的固有性质及冶金特性 ，给电弧焊带来了极大的困 裂，一个发生裂纹。由于重新订货至少需时三个月，且生产形势 难 ，具体如下： 较为紧张，要求管磨机早 日投用，因此决定对该小齿轮座进行焊 1)熔化后铸铁冷却速度快 ，在热影响区易出现白口组织，焊 接修复。 接时开裂倾向较大。2)铸铁组成成分中，碳的含量高 ，在焊接过 1 缺陷情况及失效分析 程中碳易被气化，容易产生气孔。3)铸铁强度高，塑性差，焊接时 1．1 小齿轮座的断裂情况 残余应力大，易产生焊接热裂纹。4)铸铁中C、S、P等元素含量 高，并在焊接过程中熔化到焊缝中，会增加金属的硬度，降低塑性 小齿轮座底板四个地脚螺丝孔有两个断裂 (在小齿轮座同 和韧性 ，易产生裂纹 ，并降低可加工性。5)铸铁在冶炼过程中，易 侧)及一处裂纹。 出现石墨粗大化，石墨与基体产生间隙，使铸件在使用过程中油 、 1)底板断裂有两处 ，位置及裂 口开头见图 1、图2，断块尺寸 水渗入形成氧化物，严重阻碍焊接时的熔合，同时，增加产生焊接 270nmaX250rflrnX70iTffn，断口尺寸 270m ×(1oom ～130m )。 裂纹和气孔的可能性。6)铸铁在焊接熔化时，液态金属流动性很 2)底板断裂一处，见图1，已裂透。 差，严重妨碍焊接时的熔合，熔池中熔渣和有害气体难以逸出，会 在焊缝中产生严重缺陷。 针对以上不利因素，必须从焊接工艺、操作方法、焊接程序、 焊接材料几方面加以解决。 2．3 焊接方法的选择 铸铁手工焊可采用热焊和冷焊两种方法。 手工电弧热焊是将工件整体加热到600℃--650℃以上开始 施焊，焊接过程中工作温度不得低于 400℃，焊后马上加热到 图 1 底板断裂示意图 图2 裂 口位置 650℃，以消除应力退火。 1．2 失效分析 小齿轮座的重量为 1．74t，且氧化铝一分厂没有合适的加热 装备，故采用手工电弧冷焊法修复。冷焊法是指用不预热 、严格 小齿轮座在使用 中本身受到的拘束度较大。在管磨机运行 控制层间温度、小线能量的焊接方法进行焊接。 过程中承受交变载荷作用。工件本身存在制造缺陷，在加强筋边 缘与底板连接之处存在应力集中。运行中，由于大拘束度及交变 2．4 焊接材料的选择 载荷作用，预应力集中处发生破坏，形成裂纹 ，逐步扩展至筋板 HTI5—33的可焊性较差且底座的下表面为加工表面，为保证 处 ，发生断裂。 焊接质量及下表面的可加工性宜采用纯镍基焊条 Z308进行焊 2 修复方案选择 接。但 Z308焊条价格昂贵，为节约费用，可采用 以Z308焊条焊 隔离层、J507焊条与 Z308焊条相互填充、Z308焊条盖面的方法 根据技术手段的现状 ，选用手工电弧焊方法进行修复。 进行修复，这样既可降低成本又可保证焊接质量及下表面的可加 2．1 材料的技术性能参数 工性能。 1)HTI5．33的化学成分见表 1。 Z308焊条的机械性能见表 3。 表 1 化学成分 ％ 表 3 焊条的机械性能 C Si Mn P S 焊缝金属的抗拉强度 对接强度 焊缝硬度 热影响区 HV 硬度佃 不小于245N／mm2 147N，nm2～196N／mm2 130——170 不大于250 2)HTI5—33r的性能参数见表2。 表 2 性能参数 2．5 焊接次序 抗拉强度 l 抗弯强度 1硬度／HB } 延展率 I 抗冲击值 1
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