机械毕业设计46技师专业论文手工电弧焊对铸轴座的修复及工艺

技师专业论文 工种：焊工 题目： 手工电弧焊对铸轴座的修复及工艺 姓 名： 刘道喜 身份证号：等 级： 技 师 准考证号： 培训单位： 昆明冶金高等专科学校职业技能培训站 鉴定单位： 云南省第 155 职业技能鉴定所 日 期： 2006 年 1 月 11 日 1 手工电弧焊 对 铸轴座的修复及工艺 概述：介绍了 齿 轮 座底板的断裂情况，通过对其材料的技术性能、铁的可焊性及性能的具体分析，最后确定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 云南昆明水泥股份有限公司烧成车间煤磨工段 34 号磨机齿轮座，型号为 GM223，材质为 IT15233，在使用过程中其底板四个地脚螺丝孔处两个断裂纹，由于重新订货至少需要 34 个月的时间，烧成车间的主要任务是生产熟料，且生产任务较为紧张，要求磨机早日投入生产，因此决定对该主机齿轮座进行焊接抢修修复计划。 一、缺陷情况及失效分析： （一） 磨机齿轮座的断裂情况 磨机齿轮座底板四个地脚螺丝孔有两个断裂（在齿轮座同 1） 断块尺寸： 270mm250mm70mm 断口尺寸： 270mm（ 100mm130mm） 1. 底板断裂一处，见图 1，已裂透。 2. 失效分析 2 磨机轮齿座在使用过程中，电车身受到的拘束程度较大。在磨机运行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，由于大拘束度及变载荷作用，预应力集中处发生破坏，形成裂纹，在短时间逐步扩展到筋板处，然后发生断裂。 二、修复方案的选择： 根据技术手段的现状及材料的分析，选用手工电弧焊的方法进行焊接修复。 （一）材料的技术性能参数： 1. HT15233 的化学成分见表 1 （ 1）化学成分 % 表 1 化学成分 % C sI Mn P S 2.73.5 12.7 0.51.2 小于 0.3 小于 0.15 （ 2） HT15233 的性能参数见表 2 表 2 性能参数 抗拉强度 抗弯强度 硬度 /HB 延展度 抗冲击值 147N/mm2 323.4N/mm2 163229 小于 0.5% 小于0.8J/mm2 （二）铁的可焊性及分析有如下几点： 由于铸铁的固有性质及冶金特性给电弧焊带来极大 的困难，具体分析如下： 1. 熔化后铸铁冷却速度快，在热影响区易出现白口组织，焊接时开裂倾向较大。 2. 铸铁组成成分中，碳的含量高，在焊接过程中碳易被易化，容易产生气孔。 3. 铸铁强度高，塑性差，焊接时裂应力大，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，降低塑性和韧性，容易产生裂纹，并降低可加工性。 5. 铸铁在冶炼过程中，容易出现石墨粗大化，石墨与基本产生一定的间隙 ，使铸件在使用过程中，油水、渗入形成氧化物，严重影响焊接时熔合效 3 果，同时，增加 产生焊接裂纹和气孔的可能性。 6. 铸铁在焊接熔化时，液态金属流动性很差，严重影响焊接时的熔合效果，熔池中熔渣和有害气体难的逸出，会在焊缝中产生严重缺陷。 针对以上各种不利 的因素条件，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。 三 、 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 600650以上开始实施焊接，焊接过程中工作温度不得低于 400，焊后必须马上加热到 650左右，以消除应力退火。 由于磨机齿轮座的重要约 1.7 吨，并且昆明水泥股份公司没有合适的加热装备，所以选择手工电弧冷焊方法修复，手工冷焊法是指用不预热严格控制层间温度，小线能量的焊接方法进行焊接。 四 、 焊接材料的选择： HT15233 的可焊性较差，并且底座的下表面为加工表面，为保证焊接质量及下表面的可加工性宜采用纯镍基焊条 Z308 焊条进行焊接，但是 Z308焊条价格比较昂贵。为了给单位节约费用，可采用加工 308 焊条焊隔离层，J507 焊条与 Z308 焊条相互填充， Z308 焊条盖面的方法进行修复，这样既可以低成本又保证焊接质量及下表面的可加 工性能。 Z308 焊条的机械性能见表 3。 表 3 焊条的机械性能 焊缝金属的抗拉强度 对接强度 焊缝硬度 HV 热影响区 硬度 /HB 不小于 245 N/mm2 147 N/mm2196 N/mm2 130170 水大于 250 五 、 焊接顺序 （一） 裂纹处按非加工面再加工面的顺序施焊。 （二） 断块处先焊筋板 侧，保证焊透，再从另一侧清根、施焊、后焊筋板。 （三） 焊接： 焊接前要对所有焊接部位进行彻底清理，清除所有结疤、油污等缺陷因素，然后开始焊接工作准备。 4 1. 裂纹处的焊接准备： 表面清理干净后，用 角向 抛 光机修磨裂纹处至磨出所要求的双 U型坡口，修磨时要求清除所有裂纹倾向，坡口边缘平滑过渡、纯边、间隙的单边能焊透为准。 2. 断块处的焊接准备： 两断块裂口处形状基本规则，表面清理后用角向抛光机将断口按坡口所要求的形状、尺寸修磨成双 U 型坡口、钝边、间隙以单边能焊透，另一侧以清根为准，然后按尺寸在划线平台上将断块与齿轮座本体组对、点固。 3. 焊接： 齿轮座焊接熔敷量较大，为减小焊接应力及焊接变形，保证焊接质量，采用两班工作制，固定高水平焊工施焊，焊接时环境温度保证在 20以上，夜班如果温度过低时，必须停止 焊接，为防止穿堂风，在施焊时搭设围逢的防风保温。焊接时先焊裂纹，然后再焊裂块。焊裂纹时先焊两螺丝孔中间的裂纹，焊完后再焊外侧裂纹。 焊接准备及顺序确定后，必须做到以下几点： 1）焊接前， Z308 焊条要 150烘干 1h， J507 要 250烘干 2h，烘干后放入保温桶中保温，随用随取。 2）每次焊接时都将焊道放置在水平位置，以利于操作。 3）焊接时采用短道、快速、不摆条、断绝、分散焊法，每段长度不超过30mm，收弧时要填满弧坑。 4）焊完一道马上用钝头小锤锤击整个焊道，以释放焊接应力，锤击速度要快，力量由重到轻。 5）严格控制层间温度，每焊完一道必须冷却到 50以下方可继续施焊。 6）打底时采用小熔合比进行焊接，填充焊和盖面焊时，可适当放大