空氣壓縮機電動機端蓋裂紋的修復

張國晟

（遼寧省鐵嶺市鐵法能源公司運輸部, 遼寧 鐵嶺 112700）

引言

運輸部所屬鐵路貨車車輛檢修車間日常主要生產(chǎn)任務是對貨車車輛進行檢修。貨車檢修完畢后，要對空氣制動系統(tǒng)壓力及制動裝置進行測試，測試結果是否達標，將直接影響到貨車檢修后能否達到出廠運用標準。由于制動系統(tǒng)測試過程中需要空氣壓縮機不斷提供風源，因此空氣壓縮機（型號為L-11/7）是貨車檢修過程中極其重要的檢修設備。鑒于電動機端蓋有一處裂紋，為不影響貨車正常檢修工作，降低維修成本，決定對電動機端蓋裂紋自行焊接修復。

1 電動機端蓋裂紋介紹

空氣壓縮機采用三項異步電動機（型號：YKQ250-M）,電動機端蓋材質為灰口鑄鐵，電動機端蓋厚度為35 mm、裂紋長度為42 mm、裂紋深度為16 mm，電動機端蓋產(chǎn)生裂紋處見圖1。

圖1 電動機端蓋處裂紋

2 裂紋的修復方法

2.1 涂膠法

用噴燈、電砂輪、鋼絲刷或粗砂紙等對裂紋表面進行打磨，除去表皮松動物質，提高修復表面的粗糙度，并用清洗劑擦拭、晾干，以清潔結合表面，然后將修補膠均勻涂抹在裂紋處，反復按壓，保證修補膠與裂紋表面充分接觸。

2.2 焊接法

2.2.1 焊條電弧焊

焊條電弧焊就是用手工操作焊條進行焊接的電弧焊方法。該焊接方法優(yōu)點是操作靈活，待焊接頭裝配要求低；缺點是生產(chǎn)效率低，焊縫質量依賴性強（依賴于焊工的操作技能及現(xiàn)場發(fā)揮）。

2.2.2 CO2氣體保護焊

就是利用CO2作為保護氣體的熔化極電弧焊的方法。優(yōu)點是操作簡單，焊后不需要清渣，而且熔池容易看的清楚，便于監(jiān)控，生產(chǎn)效率比普通的焊條高出2～4 倍；適合全方位焊接和自動焊；成本低，CO2氣體來源廣，而且價格低，且消耗的電能也少，通常CO2氣體保護焊的成本只有埋弧焊或焊條電弧焊的1/2；焊接變形小，由于電弧加熱集中，焊件受熱面積小，同時CO2氣流有較強的冷卻作用，所以焊接變形小；由于焊縫含氫量少，因此抗銹能力強；特別是焊接灰口鑄鐵效果非常好，因此焊接質量高；適合室內焊接。缺點是焊接時不能有風，抗風能力差；飛濺率比焊條電弧焊大，并且焊縫表面成形較差。

3 焊接修復工藝的難點分析及選擇

由于電動機端蓋是灰口鑄鐵，焊接性差。若采用電弧焊，焊接表面易出現(xiàn)成形不良、咬邊、未融合、未焊透、夾渣、產(chǎn)生氣孔等現(xiàn)象。特別是在電弧焊時，如果焊條選擇不合理，沒有采取合理的工藝措施，則會在焊接過程中產(chǎn)生危害，最嚴重的是白口和裂紋，主要是由于灰鑄鐵的塑性接近于零，抗拉強度又低，易被撕裂（焊接時如果焊縫的強度高于母材，產(chǎn)生收縮量不均勻，從而使結合處母材被撕裂）；當結合處產(chǎn)生白口組織時，因白口組織硬而脆，它的冷卻收縮率又比灰鑄鐵大很多，從而促使焊縫在冷卻時更易開裂；另電弧焊對焊工操作技術能力也有很高要求。

CO2氣體保護電弧焊是以CO2氣體作為保護介質，利用專用的焊槍，形成足夠的CO2氣體保護層，使電弧及熔池與周圍空氣隔離，防止空氣中的氮、氧、氫對熔滴和熔池金屬的有害作用，從而獲得優(yōu)良的機械性能。

通過電弧焊和CO2氣體保護電弧焊優(yōu)缺點對比，決定采用CO2進行焊接。

4 焊接參數(shù)的選擇

4.1 焊機的選擇

焊機選用CPXDS-350 型CO2氣體保護焊機，焊機使用技術參數(shù)見表1。使用焊機時，保證焊機始終在此參數(shù)下運行，不僅保證了電弧燃燒的穩(wěn)定性，使母材熔合良好，而且有利于減少母材熔深，降低焊縫的含碳量。

表1 焊機使用技術參數(shù)

4.2 焊絲的選擇

焊絲選用HPGS50-6 焊絲。因為焊絲中的C、Si等合金元素有利于促進石墨化過程，從而防止白口組織的產(chǎn)生；焊絲表面的鍍銅也有利于白口，因為銅也是促進石墨化的有力元素。

4.3 焊接操作參數(shù)的選擇

1）控制焊絲的伸出長度。焊接時，焊絲伸出焊槍保護嘴長度為8～10 mm。焊絲若伸出過長，焊接時易產(chǎn)生飛濺；焊絲若伸出過短，焊接時不易觀察焊縫焊接質量。

2）控制焊槍的操作角度。焊接時，焊槍操作角度為15°～30°。若焊槍操作角度過大，焊接時焊縫難成形；若焊槍操作角度過小，焊接時不易觀察焊縫焊接質量。

3）CO2氣體的選擇。采用CO2純度比較高的氣體。焊接時，若選用純度低的CO2氣體，氣體保護性差，焊縫易夾渣，焊接質量差。

5 裂紋焊接修復工藝

5.1 焊前準備

焊接前仔細觀察裂紋的起止位置，在裂紋的前后端3～5 mm 處，用鉆頭各鉆出Φ5～8 mm 的止裂孔，以防在焊接過程中裂紋會向外擴展；用角向磨光機將待焊部位打磨成U 型坡口（露出金屬光澤），中間部位留有5 mm 不開坡口；用紗布或鋼絲刷清理電動機端蓋裂紋部位，將開裂處的油污及油漆等清除干凈，然后將電動機端蓋放入電阻爐內加熱至100～150 ℃左右，要控制加熱溫度以防溫度過高裂紋會再次擴大。

5.2 焊接方法（分段退焊法）

當焊接件達到預熱溫度時，從裂紋止裂孔處開始焊接。采用分段退焊法，每次焊接焊縫的總長度不得超過15 mm，并且息弧后馬上用圓頭小錘快速敲擊焊縫處，以消除焊接產(chǎn)生的應力，待焊縫溫度降到50～60 ℃時再繼續(xù)焊接下一道焊縫；焊接時應認真仔細觀察焊縫，如發(fā)現(xiàn)裂紋等缺陷應及時補焊，最后焊接止裂孔；修補裂紋完成后，將工件放在電阻爐內加熱至350～500 ℃，做去應力處理，加熱時間為6～8 h，最后電爐斷電，工件隨爐溫自然冷卻，取出打磨[3-4]。

6 結語

在保證可行性和經(jīng)濟性的前提下，要想充分挖掘現(xiàn)有設備資源的潛力，如何采取合理修復工藝為關鍵點。采用CO2氣體保護焊方法修復電動機端蓋裂紋，既節(jié)約時間又降低成本，同時修舊利廢。焊修后，經(jīng)檢測焊接質量達到焊接工藝要求，端蓋使用至今未再次發(fā)生裂紋。