球磨機(jī)筒體端蓋的焊接修復(fù).doc
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球磨機(jī)筒體端蓋的焊接修復(fù)西安電力機(jī)械廠柴進(jìn)考本文由“中國焊接信息網(wǎng)”版權(quán)所有未經(jīng)許可不得轉(zhuǎn)載摘要:根據(jù)筒體端蓋(鑄鋼件)產(chǎn)生裂紋、夾砂、氣孔等缺陷的原因,提出修復(fù)方案,采用合理的焊接方法進(jìn)行修復(fù)。結(jié)果表明補焊后的熔敷金屬和母材具有同等性能。關(guān)鍵詞:端蓋、裂紋、修復(fù)0 前言鑄鋼件在鑄造生產(chǎn)過程中由于各種原因,往往會出現(xiàn)裂紋、夾砂、氣孔等缺陷,給鑄件造成致命的破壞而報廢。采用補焊的方法可以使之得到修復(fù),并且能達(dá)到設(shè)備的使用性能要求。進(jìn)出料端蓋是我廠生產(chǎn)的低速筒式鋼球磨機(jī)的主要部件之一。端蓋材質(zhì)為ZG270500。端蓋在機(jī)械加工過程中發(fā)現(xiàn)加工面上有不同程度、不同類型的鑄造缺陷,嚴(yán)重影響了產(chǎn)品質(zhì)量。本文根據(jù)缺陷類別和缺陷性質(zhì),采取了焊接的修復(fù)措施,經(jīng)過實踐證明,通過補焊修復(fù),可以使端蓋滿足設(shè)計和使用要求。1缺陷部位和種類端蓋鑄造毛胚加工時發(fā)現(xiàn)在加工面上有不同程度的缺陷,缺陷部位主要集中在軸頸部位,見圖1球磨機(jī)端蓋示意圖。經(jīng)過專職檢驗員檢查并進(jìn)行認(rèn)真的統(tǒng)計,將缺陷情況列入表1。缺陷名稱缺陷部位修復(fù)措施數(shù)量裂紋軸頸處清理裂紋補焊5件氣孔、砂眼軸頸處清理缺陷補焊10件尺寸超差軸頸開擋尺寸超差將下止口車完后重焊一個環(huán)帶1件氣孔、砂眼小口內(nèi)則車掉缺陷重焊一個鑄件加強(qiáng)圈1件表1零件缺陷表對于在軸頸處發(fā)現(xiàn)的裂紋、氣孔、砂眼,由于其數(shù)量多且修復(fù)后的熔整金屬要達(dá)到與母材同樣的性能。因此,要必須確定合理的修復(fù)方案。2討論分析由于端蓋的軸頸部位產(chǎn)生的鑄造缺陷,給產(chǎn)品的安裝和使用帶來了嚴(yán)重的問題。前幾年由于工藝技術(shù)、設(shè)備等各種原因被判定為不合格品而無法修復(fù)。本論文針對端蓋的缺陷情況,采取相應(yīng)的措施,編制合理的修復(fù)工藝方案。2.1可焊性分析根據(jù)端蓋的材質(zhì)ZG270500,其化學(xué)成分和機(jī)械性能見表2。從其焊接性可知,焊接性能良好。只是由于端蓋體積大,軸頸上缺陷較多,補焊后其熔敷金屬應(yīng)與母材應(yīng)具有同等性能。因此,端蓋在補焊過程中必須采取焊前預(yù)熱,焊后消除焊接殘余應(yīng)力等方面的措施。表2 端蓋化學(xué)成分和機(jī)械性能CMnSiSPsbss0.40.90.50.045002702.2 t8/5和預(yù)熱溫度的確定據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)資料介紹,對于鑄鋼ZG270-500不產(chǎn)生冷裂紋的冷卻時間t8/5下限時間為10s。考慮到實際預(yù)熱溫度的偏差、焊件厚度、導(dǎo)熱能力、拘束度以及在焊接過程中防止出現(xiàn)裂紋等因素,應(yīng)將t8/5提高到21s。由于端蓋的體積大,壁厚達(dá)到100mm,焊接時的剛性大,焊接過程中會產(chǎn)生很大的焊接應(yīng)力,因而焊接前預(yù)熱縮小溫差以減少焊接應(yīng)力是很必要的。根據(jù)預(yù)熱溫度經(jīng)驗計算公式T0=(C-0.12)+0.4d(1)式中T0預(yù)熱溫度,CC材料中的碳含量,%d端蓋軸徑部位的壁厚,mm端蓋化學(xué)成分中C=0.4%,壁厚d=100mm,代入公式(1)中計算得T0=194C??紤]到端蓋采用局部預(yù)熱,因此取T0=250C2.3 焊接材料的選擇鑄鋼件補焊區(qū)及熱影響區(qū)的組織及性能在很大程度上取決于焊接材料。為了保證焊縫的力學(xué)性能與母材的性能相匹配,焊縫熔敷金屬的強(qiáng)度求與母材的強(qiáng)度基本上等強(qiáng),但為了防止焊縫有較大的熱裂傾向,焊縫含碳量應(yīng)比母材稍低一些。因此采用手工電弧焊工藝方法,焊接材料選用4mm,E5015的堿性焊條。2.4焊接工藝參數(shù)的確定:對于手工電弧焊來說,焊接工藝參數(shù)主要為焊接電流、焊接電壓、焊接速度的確定。根據(jù)前西德鋼鐵學(xué)會1979年公布有鋼鐵材料技術(shù)指導(dǎo)文件進(jìn)行計算,假設(shè)埋弧焊執(zhí)效率=1, 則在三維傳導(dǎo)條件下有(2)式中:800500C的冷卻時間(s);焊接方法中相對于埋弧焊的相對熱效率。E線能量 (J/cm),T0施焊時的預(yù)熱溫度C,F(xiàn)3焊縫形狀系數(shù)。相對熱效率為:埋弧焊=1,堿性焊條手工焊=0.8鈦型焊條手工焊=0.9,CO2氣體保護(hù)焊=0.85焊縫形狀系數(shù)F3的取值見表3:表3焊縫形狀系數(shù) F3堆焊1.0U形及X形坡口蓋面焊縫 0.91U形及X形坡口處的中間焊道0.81.角焊縫的貼角焊縫0.67本次端蓋焊接修復(fù)過程中,取=0.8,F(xiàn)3=0.9,T0=250C,=21s,代入上述公式(2)后求得E=24538 J/cm,眾所周知:(3)對于4焊條U=2832v,取U=28v;I=140170A,取I=150A,代入公式(3),則焊接速度v=14.1 cm/min所以,本次球磨機(jī)筒體端蓋(ZG270500)的手工焊接工藝參數(shù)為:U=2832v,I=140170A,v=14.1 cm/min。3補焊工藝方案3.1焊前準(zhǔn)備3.1.1焊前用角向磨光機(jī)將所有缺陷清除,補焊區(qū)應(yīng)修磨平整,并徹底清除坡口及其周圍2050以內(nèi)的油水,銹等雜質(zhì)。應(yīng)露出金屬光澤。3.1.2對于裂紋類缺陷,為防止理裂擴(kuò)展,可在裂紋兩端鉆直徑為6mm8mm的止裂孔后再開坡口,坡口形式為U形。3.1.3補焊區(qū)進(jìn)行局部預(yù)熱,預(yù)熱溫度為250,預(yù)熱范圍為補焊區(qū)300左右。3.1.4禁止在空氣對流的場所進(jìn)行補焊。3.1.5焊條為4mm,E5015,使用用前經(jīng)3501h 烘焙,或按焊接條說明書烘焙,焊條烘焙后放在保溫筒中,隨用隨取。4補焊4.1補焊應(yīng)由有經(jīng)驗的持證焊工進(jìn)行操作。盡可能在水平位置施焊。為了防止未焊透及弧坑裂紋產(chǎn)生,補焊應(yīng)連續(xù)進(jìn)行,不得不中斷時,應(yīng)采取保溫措施。4.2焊接電流平焊時140170A,立焊及仰焊時130160A;4.3焊接電源為直流電焊機(jī),極性為反接;4.4補焊時,焊條不應(yīng)擺動過大,缺陷較大時應(yīng)分段、交錯焊接,采用短弧、窄焊道多層焊。焊接時各層的每道焊縫后應(yīng)用小手錘或風(fēng)鏟進(jìn)行錘擊以減少焊接應(yīng)力;4.5補焊過程中若發(fā)現(xiàn)裂紋及缺陷,應(yīng)徹底清除后方可繼續(xù)補焊;4.6同一部位的補焊次數(shù)不得多于三次,超過上述規(guī)定,須經(jīng)有關(guān)部門認(rèn)可進(jìn)行補焊。4.7焊后將焊縫打磨平整。5焊后熱處理及檢驗由于端蓋體積大,用整體熱處理進(jìn)行清除應(yīng)力,難度非常大,因此將補焊區(qū)加熱至500550左右,用石棉布將整個補焊區(qū)包住,緩慢冷卻到室溫。焊后對焊縫進(jìn)行宏觀檢查,不得有裂紋、未焊透、未熔合等焊接缺陷,否則應(yīng)返修,直至合格。返修的次數(shù)應(yīng)符合上述規(guī)定。6結(jié)論6.1采用經(jīng)過計算確定的焊接工藝規(guī)范參數(shù)進(jìn)行補焊的產(chǎn)品均合格。6.2用E5015補焊ZG270500可使焊縫性能與母材相同。參考文獻(xiàn):1.焊接材料產(chǎn)品樣本 機(jī)械工業(yè)出版社 19872.焊工手冊機(jī)械工業(yè)出版社 1991作者簡介:柴進(jìn)考西安電力機(jī)械廠技術(shù)部,現(xiàn)為陜西省電力公司C級工程技術(shù)專家,高級工程師,主要從事焊接工藝。- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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