JT-Z-4005-1980柴油机零部件电弧焊补修复工艺

指导性技术文件柴油机零部件电弧焊补修复工艺中华人民共和国交通部指导性技术文件本文件适用于船用柴油机钢质零部件(不包括曲轴)产生缺陷需进行电弧焊补修复时的指导性文件铸铁零部件缺陷的焊补修复，可参考附录的一般规则。1。根据“钢质海船建造规范“,“船舶定期检验规程”(以下简称.“船规”)要求，柴油机有关重要零部件的焊补修复，应征得验船部门的同意。2.柴油机零部件缺陷的允许焊补尺寸范围，应符合“船规”和“船用柴油机修理技术标稚”(以下简称“修理标准”),并根据各厂的具体情况进行焊补。3.电弧焊补可用丁柴油机零部件的铸造缺陷、碰伤、裂纹、腐损、腐蚀、烧蚀等修复。以下情(1)零件由于疲劳或材质低劣所产生的缺陷。(2)零件的摩擦运动工作面，当焊补层(3)表面经渗碳(或渗碳淬硬)、渗氮、镀铬处理的零件，若焊补后没有条件重新表面处理时，(4)经淬火的零件，在淬火状态下。4.零件着手修复前，应确切查明其材料的化学成分，并了解热处理或表面处理状态，使用条件及缺陷的性质等(参见表1)。中华人民共和国交通部交通部标准计量研究所共13页第2页表1常用材料(同时列入铸铁材料)“修理标准”处理(2)裂纹允诈煤补足够强度，良好刚性裂纹、断裂允许焊补理允许焊补回火处理(2)裂纹允许焊衬(1)铸造缺陷；允许悍补高温下有较高的强〔1〕博造缺陷；Mo,(QT60-2,HT高温下有较高的强度，良好导热性与耐磨性及耐蚀性理，粗加工后退火(1)铸造缺陷；(3)裂纹、腐蚀、允许焊朴(.1)麻损；(2)允竹焊补活塞销和抗疲劳性工作面磨损工作面磨损一定的强度本体铸造缺陷允许焊补(1)中.高速机加工后调质处理：(2)低速机锻件正火处理，粗加工进气阀40Cr,35CrMoA、(L)阀杆磨损(2)阀面磨损允许焊补凸轮及轮轴足够的强度、刚度凸轮工作表面渗煤凸轮工作面的磨布凸轮轮廓表面准焊推力轴允许焊补5.零件着手修复前，应与检验部门等有关方面一起，采用外部观察、透视、超声波、磁性探伤6.柴油机零件的缺陷，除了磨损外都是不规则的，所以在选择电弧焊补方法时，一般都采用手工电弧焊方法进行修复。磨损件的修复，还可采用COz堆焊、埋胍堆焊、以及粉木喷焊等方法。7.重要零部件的焊补，在采用新钢种、新焊接材料或新工艺时应进行焊接工艺试验(包括机械性能试验，及施工易裂件的金相检查)。8.凸轮轮廓等表面经渗碳(或渗碳淬硬),渗氮、镀铬处理过的零件，在焊补之前须用机械加9.工件同时存在儿处缺陷时，焊补应遵守以下原则：(1)先焊补刚性人和厚的部位，后焊补例性小和薄的部位。(2)先焊补工件内部的缺陷，后焊补工件外部的缺陷。(3)先焊补尺寸小的缺陷，后焊补尺寸大的缺陷。10.焊补时应避免对流强风，环境温度应大于5℃,否则应采取相应措施，以保证焊补质量。11。缺陷焊补时，焊接材料的选择必须根据工件材料的化学成分、机械性能、使用条件等综合考(1)受力件、运动件、7.G35以上铸钢件的焊补，一般应选用碱性焊条。(2)对碳素钢和低合金结构钢工件，应保证焊缝金属的机械性能不低于原工件材料的要求。(3)出低合金耐热钢制成的气缸盖、活塞头等工件高温工作面的焊补，其焊条选择主要是根据化学成分，而不根据常温机械性能。即焊条的合金含量应与母材相当或者略高一些。不允许采用奥氏体耐热钢焊条焊补高温工作面。(4)磨损件堆焊时，可根据工件的工作条件(硬度要求等)来具体选择相应的堆焊材料。如排气阀阀面的堆焊，可以采用钻基焊条和索尔玛依特(堆667)焊条。(5)根据以上原则，推荐按表2选用焊接材料。12.焊条应有质量合格证明书，否则须经理化性能检验合格后方可使用，13.当缺陷需要进行挖补时，补板应采用与本体相同的材料。(一)准备：14。长期处在油质中工作的旧件、在缺陷修朴之前，可用火始加热至200℃左右烧去工什表面油污和清除氧化物，也可用汽油、四氯化碳等方法进行清洗。15。裂纹、气孔、缩孔等缺陷确定后，在清除缺陷及坡口准备时，应注意：(1)保证焊透和避免进一步产生裂纹等缺陷；(2)改善劳动条件，使焊补工作尽量处于操作方便的位置：(3)按缺陷情况，开成相应的坡口(如图1).其中坡口底部应为半圆形，不允许成尖角形。整个坡口外形应光滑而平稳地过渡。(a)·般未穿透缺陷(b)便于施工的穿透缺陷(d)反面不能施工的穿透缺陷(e)沿缺陷长度方向各种坡口16.坡口准备可用机械加工方法、风铲方法、砂轮打磨方法和碳弧气创等方法，不允许用电弧或气焰进行熔除。(1)用碳躯气刨清除裂纹时，应先从裂纹两端进行创削，以防止裂纹蔓延。然后进行整个裂纹<2)低合金耐热钢制成的气缸盖、活塞头等工件，原则上不允许使用碳弧气刨清除缺陷。如须用碳弧气刨时，则应在不低于焊接预热温度的情况下清除缺陷。并应设法打磨掉气刨后的坡口表面层，至露出金属的光泽为止。(3)用风铲清除裂纹时，如图2所示，应先在距裂纹两端5～10毫米的地方用68～少12毫米的钻头钻止裂孔，以防止裂纹的蔓延。共13页第5页(4)进行过堆焊的排气阀阀面需用机加工方法全部除去原堆焊层并同时加工出凹槽(如图3)。(二)预热：(1)对于机架和机座等低碳钢工件，如焊补缺陷较小时，可采用冷焊法，但应适当提高焊补时(2)排气阀的预热温度，可按焊接材料的要求进行预热。(3)表2中推荐的预热温度，当环境温度过低、工件厚度增加以及结构复杂的情况下，预热温(4)在焊接过程中，要注意保持层间温度，最好不超过预热温度10U℃。共13页第8页共13页第8页28.电弧熄灭前，使焊条在火口上稍停瞬间，以便填满火口，避免裂纹、气孔等缺陷的产生，29.焊补坡口较长较深时，可沿坡口长度方向采用多层步退焊法(图4)、多层迭加焊法(图5)、山形焊法(图6)。图4多层步退焊法(a)山形步退焊法30.坡口的焊补熔敷次序，可根据图7中的(a)、(b),(C)三种方法分别采用。图7坡口焊补分层施焊法31.柴油机焊接机座、机架及其他低碳钢工件的缺陷焊补：应采用较细的焊条和较小的电流：采用短道步退焊法，每道焊缝的长度在一根焊条所能熔敷的范围内；除了底层和表面层焊道外，采用冷焊法焊补时，每层焊道的层间温度控制在40～60℃左石为宜。32.柴油机气缸盖、活塞头工作面缺陷的焊补：在整个得补过程中保温。并一次连续焊完，不允许中途停顿；坡口应处在自出状态下，旧铸钢活塞头项部挖补时，补板的定位如图8所示；A向图8活塞顶挖补定位采用短道步退焊法，每道焊缝的长度在一根焊条所能熔敷的范围内；除了底层和表面退火焊道外，其余各焊道焊后立即进行锤击：表面退火焊道的焊接材料可采用“结427”等结构钢焊条：退火焊道不应使之与基本金属相接触，在机加工后不应有所保留，如图9所示。图y退火焊道33.柴油机轴类进行堆焊时，应防止工件的变形：合理采用夹具：在堆焊过程中设法测量变形，通过改变焊接顺序随时调整变形量，采用较细的焊条和较小的电流；采用层间冷却法，防止局部过热。34,柴油机轴类进行堆焊时，堆焊顺序可采用螺旋线堆焊或纵向堆焊法。其中纵向堆焊时，为限制轴的翘曲，须遵守以下施焊顺序：每段堆焊长度不大于40u毫米，如堆焊长度较大时，建议采用图10所示分段堆焊。每分段堆焊顺序可根据堆焊部分的长度LnLj分段堆焊轴颈直径Ds的比值，依图11所示数字施焊。以后用单焊道按I、Ⅱ、Ⅲ.IV箭头交替地进行以后用双焊道按I、Ⅱ、Ⅲ、IV箭头交替地进行以后用二焊道按I、Ⅱ箭头交替地进行35,柴油机轴类进行堆焊时，堆焊焊道不得终止丁角隅肩部，而应焊到角隅肩部附近的面积较大36,排气阀阀面堆焊：用紫铜或石墨模强迫堆焊焊肉成形(如图12所示);在堆焊过程中，应防止工件温度剧降。应采用较小的电流，并建议堆焊两层共三道堆焊层(即第一层堆焊二道，第二层堆焊一道)。37.要求尺寸稳定的柴油机零件和在动载倚下工作的柴油机零件经焊补后，通常须经消除应力处(1)零件在修配性制造时，经焊补后.应根据产品的热处理要求进行处理。(2)焊补后，不能根据产品热处理要求进行热处理时，可根据表2推荐的焊后热处理温度来消除(3)柴油机机架、机座、铸钢轴承座等低碳钢旧件，如焊补面积较小，而又无条件，根据表2的温度消除应力时，焊补后可用石棉布热黄砂等敷盖缓冷。共13页第10页共13页第10页碳素钢结426、427结426,427,和热处四结426、427和热处画凸轮轮廓可选用堆焊焊条)(凸轮轮廓可选用堆焊焊条)结506,507、结506,507活塞杆、推力轴轴、椎力轴凸轮轮廓可选用堆焊焊条合金结构钢进气阀进代阀进气阀进气阀滲碳钢160系列凸轮轴部分151)系列凸轮轴耐热钢热2017成分(%):(:=0.13～0.15Crx=0.2)Mo热207,热307热307MoVB结907铬.结707·铌排汽阀排汽阀排汽阀共13页第11页共13页第11页(4)柴油机气缸盖、活塞头、排气阀及0、>50kgf/mm²的低合金结构钢工件，消除应力处理(2)保温时间：可根据工件厚度以5分钟/毫米来计算.但不少于0.5～1小时。(1)工件经焊补(或机加工)后，应根据零件的表面质量要求，对焊补处进行外观检查，(2)凡须经探伤检验的工件，则在焊补(或机加工)完成后仍须探伤检查(3)凡须经液压试验的工件，则在焊补(或机加工)完成之后仍须液压试验，试验的压力值参共13页第12页共13页第12页铸铁件焊补的一般规则(参考11.铸件的化学成分，组织和机械性能。2.铸件用在什么地方、工作条件，是否承受冲击或振动载荷，是否要求耐压、耐腐蚀，耐热和3.铸件大小、重量、厚度、结构复杂程度如何、4.铸件缺陷性质(裂纹、缺肉、磨耗、气孔、砂眼、未浇足等)、缺陷的大小和在铸件上的部位。5.缺陷产生的原因：是铸造过程中产生的，还是使用过程中破坏或磨损的.或者在冬季冻裂的(因为缺陷产生的原因不同，它的分布，蔓延以及修补时的要求和准备也不一样)。6.新铸造的铸件是否经退火。7.焊补时可能产生的应力情况以及产生裂纹倾向的估计。8.焊后对碘度、加工性能、成分、组织、强度以及颜色等的要求。、焊前的一般准备工作：9,找出所有缺陷，查清缺陷存在的部位和分布情况。10。清除工件待焊部位的油污、锈及脏物等。(1)待焊缺陷(裂纹、缺肉……)应在焊前完全铲除和充分修整直至露出金属光泽为止.(2)在开坡口时，应首先在裂纹两端钻“止裂孔”。(3)工件幢厚在5mm左右时，可不开坡口，5mm以上时，应开“V”形坡口，较厚件(如大于20mm)在可能的情况下开“X”形坡口。(4)坡口应避免应力集中。(5)大的缺陷，可采用挖补法。12.工件的预热：冷焊技术没有过关时，可采用低温预热法(例如用石墨化型焊条焊补时；,预热温度为300～400℃;或采用高温预热法(例如气焊焊补时),预热湍度为650～750℃。(1)变晰面多、结构复杂的铸件，应尽量采用整体预热，(2)结构简单，不易产生很大应力的铸件，可以局部预热。13、焊补过程中应保持预热温度。14.避免对流强风，环境温度应大于5℃,一般先焊刚性大的部位，后焊刚性小的部位；先焊厚的部位，后焊薄的部位；先焊内部缺陷，后