《论文焊接论文电弧冷焊对轴 承座的 修复(定稿)》.doc

论文焊接论文电弧冷焊对轴 承座的 修复(定稿) 电弧冷焊对轴承座的修复论文姓名；任军株洲南车机电科技有限公司电弧冷焊对轴承座的修复摘要介绍了轴承座的断裂情况，并对其材粹的技术性能，铸铁的可焊性分析的基础上，确定了手工电弧冷焊修复的施焊方案，并提出了具体的焊接工艺，顺利地完成了该工件的修复工作。 关键词灰铸铁；断裂；手工电孤冷焊前言在我们的电焊作业中，经常会接触到铸铁的焊接。 铸铁因具有优良的铸造性能、切削加工性、减磨性及减震性，而在工业生产中得到广泛的应用。 在工厂常用的设备中，有80%的机床床身是铸铁铸造的，经过长时间的使用后，这些设备经常会出现一些问题，常见的是机床床身的一些受力部位出现裂纹，这是由于铸铁本身脆性较大，塑性变形几乎为零的原因。 处理这些问题最好的方法是采用焊接修补。 灰口铸铁是应用比较广泛的一种铸铁，它在化学修参法化学成分上的特点是含碳量高含杂质量高，因此增大了焊接接头对冷却速度的敏感性。 在快速冷却条件下，结晶时间很短，石墨化过程不充分，甚至焊接的碳以化合状态存在，在焊缝区和热影响区形成白口组织及淬硬组织。 此外，灰口铸铁的组织中因为有片状石墨存在，因而它的力学性能的特点是强度低、塑性极低，加上焊接过程冷却速度快，焊件受热不均匀而形成较大的焊接力，使灰口铸铁焊接时对冷裂纹和热裂纹的敏感性很大。 该轴承座是卷板机的重要传动装置，在工作中受力较大，载荷通过轴承座传递给压辊，材质为HT150，因工作情况恶劣，在卷板作业时一侧地脚螺栓处发生断裂，由于没有配件且时间紧，我与班组的同事们就地取材及时进行了修复，具体的措施介绍如下。 1轴承座的断裂情况及失效分析1.1轴承座的断裂情况轴承座底板地脚螺栓处一侧发生断裂，位置见图l、2，断块尺寸长500mm、宽250mm、厚50mm。 1.2失效分析轴承座在使用中本身受的拘束较大在运行过程中承受交变载荷作用工件制造过程中存在缺陷在筋与底板连接处存在应力集中等。 在较大的交变载荷作用下缺陷在应力集中处形成裂纹，逐渐扩展至筋板处，发生了断裂现象。 2修复方案2.1材料的性能分析 (1)HT150的化学成分见表1(质量分数)表l HT150的化学成分C SiMn PS3.03.41.82.10.50.80.20.12 (2)HT150的性能参数见表2表2T150的性熊参数抗拉强度b(MPa)硬度（HBS）1xx01802.2灰铸铁的可焊性分析由于铸铁的固有性质及冶金特性，其焊接性差，给电弧冷焊带来了极大的困难，具体如下 (1)由于采用手工电弧冷焊，焊缝冷却速度快，特别是焊缝溶合区，易出现白口组织，自口铸铁硬而脆，很难进行机械加工。 (2)极易产生冷裂纹冷裂纹在电弧冷焊过程中，裂纹产生时常伴随着清脆的金属开裂声响，这是由于焊接收缩应力较大所引起的。 因此，铸铁的冷裂纹和钢的冷裂纹形成机理大不相同，当焊接接头的拘束力较大时，即使不出现渗碳体及马氏体淬硬组织，裂纹也会产生。 灰铸铁焊接冷的产生，主要与铸铁的性能和组织有关。 其力学性能较低，尤其是塑性缀差，特别是它的内部有石墨片存在，这不仅削弱了焊缝的有效工作截面，且相当予在焊缝中存在着许多微观小裂纹，形成焊缝裂源。 在焊接过程中，由于接头局部不均匀加热，使焊缝在冷却过程中因收缩而产生较大的拉应力，这种就力是随温度的降低而增大的，会造成片状石墨的两端呈严重的就力集中状态。 当应力值超过铸铁强度极限时，就可能会发展成为宏观裂纹，并扩大到整个截面。 热裂纹当使用镍基焊条、氧化铁型焊条或其他一些非铸铁型铸铁焊条时，有可能在焊缝中产生热裂纹，主要是由予过多的母材熔入焊缝金属，以致造成非铁组织的焊缝中C、S、P等成分增高；或者出于镍基焊条焊接时，Ni与S、P元素容易形成低熔点共晶，因此对热裂纹也比较敏感。 (3)含碳量高，在焊接过程中碳易被气化，容易产生CO气孔。 (4)铸铁件在使用过程中表面的油脂，增加了产生裂纹、气孔的可能性。 针对以上不利因素，必须从焊接工艺、操作方法、焊接程序、焊接材料等几方面加以解决。 2.3焊接方法由于是突发事件现场没有合适的装备及预热设备，所以决定采用手工电弧冷焊法焊补此轴承座裂纹，冷焊法就是焊前不预热，焊接过程中不辅助加热，因此可以大大提高补焊生产率，降低焊补成本，改善劳动条件，但是，冷焊法在焊接后，焊缝及热影响区的冷却速度都很快，极易形成白口组织。 此外，因焊件受热不均，常形成较大的内应力，引起裂纹，所以在焊接中要严格执行冷焊工艺要点。 2.4焊接材料的选择HT150的可焊性较差，且底座的下表面为加工面，为保证焊接质量及下表面的可加工性，决定采用EZNiFe(Z408)焊条，因此焊条镍基和铁基各占一半，药皮在Z308药皮的基础上加入了强还原性石墨，焊缝溶解碳而不形成淬硬组织，焊缝强度高，塑性也较好，焊后可以进行加工，焊后较好的抗裂性能，能够满足此工件的各项需要。 3焊接3.1焊前准备 (1)焊机ZX7-400型逆变焊机。 (2)焊条EZNiFe-l直径3.2mm，焊前150,下烘干12h焊后放入保温桶。 (3)开坡口用角向抛光机修磨裂纹处磨出要求的双U型坡口，修磨时要清除所有裂纹倾向，坡口边缘要平滑过度钝边间隙以单面能焊透为准(见图3)。 图3开坡口示意图 (4)用气焊烘烤待焊表面，温度控制在200以内，以消除浸入的油、水等物质，烘烤后用酒精擦洗，待焊表面直至露出金属光泽，防止产生裂纹及气孔。 (5)断块在画线平台上按尺寸与座体组对、点焊。 (6)焊接顺序先焊筋板侧底板，在保证焊透的基础上再清根施焊另一侧，最后焊筋板。 3.2焊接 (1)为便于操作，焊接时焊件水平放置。 (2)焊接电流；焊接打底焊和中间层时，应尽量选择小电流，因为焊接电流越大，与母材料接触的第 一、二层异质焊缝熔入母材料越多，对镍基焊条来说，其中si及S、P杂质提高，会明显增大热裂纹的敏感性。 盖面焊则可以加大电流进行焊接，因为盖面焊焊缝与母材的熔合比减小，再就是有利于焊后处理。 (3)操作时要采用小电流断续焊，分散焊，在尽量窄的坡口中采用多层多道焊，以减少焊补区的热输入，减小与轴承座整体之闻的温度差。 动条速度要快、不摆条(防止横向收缩应力)，每段焊道不应超过30mm，收弧时要填满弧坑。 (4)为减小热应力，每焊完一道要马上用钝头小锤敲击整个焊道，锤击速度要快，力量由重到轻、以释放焊接应力。 (5)严格控制层闻温度，每焊完一道必须冷却到50以下方可继续施焊(以不烫手为准)，以减小焊接应力。 (6)每层都要彻底清渣，检查是否有裂纹，如发现缺陷应将缺陷彻底清除后再重新焊补。 (7)焊后保温缓冷。 取石棉或其他保温材料盖在焊缝周围，以减缓焊缝区的冷却速度，降低焊缝