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手工电弧焊对铸铁轴承座的修复工艺(上)

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发表于 2010-9-12 15:18:43 | 显示全部楼层 |阅读模式

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  公司氧化铝一分厂GM223型管磨机小齿轮座,材质为HT15233 ,在使用过程中其底板四个地脚螺丝孔处两个断裂,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接修复。

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  1缺陷情况及失效分析

; K5 X* o4 [: D. @5 N6 h : c( C8 H& }9 J% i. F

  1.1小齿轮座的断裂情况

; G7 }4 \5 P* [& R& [, I( F1 q ' W; J* |) k; P8 X4 b& G& K

  小齿轮座底板四个地脚螺丝孔有两个断裂(在小齿轮座同1)底板断裂有两处,位置及裂口开头见图1、图2 ,断块尺寸270 mm×250 mm×70 mm,断口尺寸270 mm×(100 mm~130 mm)。2)底板断裂一处,见图1 ,已裂透。

2 ^' u0 i+ s! H+ i3 Q$ N- O / f) J% {5 ~: m; g

  1.2失效分析

1 Q: t1 ~: p+ J. { ?" i0 i0 k9 Y$ w 5 s. n. N' H, Y2 P

  小齿轮座在使用中本身受到的拘束度较大。在管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,由于大拘束度及交变载荷作用,预应力集中处发生破坏,形成裂纹,逐步扩展至筋板处,发生断裂。

5 H) l0 C) U* {6 _- E 0 G2 T' E/ B% G0 V; ]/ j& T: G

  2修复方案选择

2 f; n& s: Q6 K0 K4 a' N+ m 7 {2 |, Q$ P0 f; g: p

  根据技术手段的现状,选用手工电弧焊方法进行修复。2.1材料的技术性能参数1) HT15233的化学成分见表1。

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      1  化学成分%

1 s1 k. U. g5 N1 e$ }% }' |2 v ; Q k4 v6 `1 Y7 o% \

  2) HT15233r的性能参数见表2。

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      2  性能参数

# \; Y$ v g, w+ D7 K; Q 2 f7 q* ~7 l8 _5 t

  2.2  铁的可焊性分析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难,具体如下:

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  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。

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  2)铸铁组成成分中,碳的含量高,在焊接过程中碳易被气化,容易产生气孔。

7 V9 D) y9 O& R* V % ?. `6 u8 e3 A, h$ v+ }

  3)铸铁强度高,塑性差,焊接时残余应力大,易产生焊接热裂纹。

5 o2 E. g. u' `' ~ 2 @* W7 e% @% v- c& o; `2 B. b

  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,易产生裂纹,并降低可加工性。

7 n8 N! F P* @0 | x6 G* ^8 K5 b3 Y! p+ m1 {- a. K

  5)铸铁在冶炼过程中,易出现石墨粗大化,石墨与基体产生间隙,使铸件在使用过程中油、水渗入形成氧化物,严重阻碍焊接时的熔合,同时,增加产生焊接裂纹和气孔的可能性。

( v! V1 X. W6 }5 _- C # b5 W/ F0 z- D$ D% Y

  6)铸铁在焊接熔化时,液态金属流动性很差,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。

5 b& W s9 k6 }9 {7 B5 ^7 S 5 [, B8 d* j5 G @

  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。

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  2.3  焊接方法的选择

4 I. [: c% c* s3 L$ u9 L + T! L4 T4 A" o( y Z

  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650℃,以消除应力退火。

, N5 r* T P7 H) \( a * v2 _" F) p0 ~# U" D

  小齿轮座的重量为1. 74 t ,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、严格控制层间温度、小线能量的焊接方法进行焊接。. f# \# X: c# H7 i$ N 0 w, Y; ~6 G" O1 W# i* S6 o; [ j0 b) a# p& l& Y$ [ w

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