回轉窯小齒輪的補焊修復

郝文靜，郭采鳳

回轉窯小齒輪的補焊修復

Repair Welding of Pinion for Rotary Kilns

郝文靜，郭采鳳

1 前言

回轉窯中小齒輪材質為35CrNi3Mo，鍛件，重量為2000多公斤，因加工后輪齒超差，不能達到設計要求，故需進行補焊修復。

2 焊接性分析

35CrNi3Mo屬于低合金高強鋼,有很高的強度韌性及淬透性和抗過熱穩定性,有回火脆性傾向,焊接性較差，焊后易產生裂紋。因回轉窯小齒輪已加工完成，也已進行了調質，故焊后不能再調質處理。焊后要求等強且有抗裂性能，為了防止應力集中，要嚴格保持低氫狀態，所以需制定合理的焊接工藝方案，以避免裂紋的產生，并要進行焊后回火處理。

3 焊接工藝方案的確定

3.1 焊接方法

采用焊條電弧焊

3.2 焊接材料

除要求不產生冷熱裂紋外，還應遵循等強度原則。經過對小齒輪鍛件機械性能的分析得知，其抗拉強度為600MPa，而A507抗拉強度為610MPa，選擇抗裂性能好的鉻鎳基奧氏體不銹鋼焊條A507焊條作為焊接材料，并控制焊縫的擴散氫含量，則能滿足要求。

3.3 焊接參數

為減少熱輸入量，我們選擇小的焊接工藝參數，使用A507焊材，直徑2.5mm，直流反接，焊接電流60～80A，電弧電壓16～18V。

3.4 焊前預熱

為了防止出現焊接裂紋，采用較高的預熱溫度，考慮現場的實際情況，將預熱溫度定為250～300℃。

3.5 焊接設備

使用焊條電弧焊機ZX5-400B，并且要直流反接。

3.6 熱處理規范的確定

在焊后不進行調質處理的前提下,為避免裂紋需進行焊后回火處理,但熱處理溫度必須比母材原始淬火后的回火溫度低50℃左右,否則焊接接頭及母材非焊接熱影響區可能軟化，產生韌性降低現象。由于母材淬火后回火的溫度為630℃，故確定補焊后熱處理回火的溫度為550～600℃，這樣去應力才充分。

4 焊接工藝的實施

4.1 焊前準備

焊前焊條需要經250℃左右烘焙1h，烘干后將焊條放入保溫箱中保溫待用。

4.2 焊前清理

將需要施焊的部位進行清理，去除油污、水分、灰塵和氧化膜等雜質，清理好后要及時施焊，否則需重新清理。

4.3 焊前預熱

用氧氣乙炔焰對焊件進行預熱，預熱溫度為250～300℃，預熱溫度用遠紅外測溫儀測量。

4.4 焊接實施

在引弧板上引弧，電弧不要過長，電弧過長易產生熱裂紋，所以要采取短弧焊接，弧長一般為2～3mm，堆焊層附近做防止飛濺處理,各齒補焊處要交替進行，以控制焊接變形，清除焊渣，層間快速冷卻。焊后立即作550～600℃的回火處理。

4.5 焊后熱處理工藝曲線

焊后熱處理工藝曲線見圖1。每小時升溫不大于50℃，升至550～600℃，保溫8h，冷卻時每小時降溫不得大于100℃，200℃以下可出爐。

4.6 焊后檢查

進行超聲波探傷檢查，沒有發現裂紋等焊接缺陷，并符合設計要求的GB/T6420中3級的規定。

5 結語

通過以上工藝過程的實施，成功地對小齒輪進行了補焊處理，得出結論如下：采用焊條電弧焊接，并進行焊前預熱，選擇合理的焊接規范及焊接實施工藝，焊后立即進行熱處理，通過探傷檢查，補焊質量良好，達到了預期的效果，通過實際運行，一切正常。

[1]成大先.機械設計手冊[M].北京：化學工業出版社.

[2]杜國華.實用工程材料焊接手冊[M].北京：機械工業出版社.

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