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          電動滾筒端蓋裂紋的焊接修復

          點擊次數:0   更新時間:2018-12-29  【關閉分    享:

                                                          電動滾筒端蓋裂紋的焊接修復
               我司一供料皮帶機的電動滾筒因意外遣撞擊,造成端蓋破裂,形成長達0.95m的不規則裂紋。由于該滾筒其它部件完好.整臺報費很可惜,決定對端蓋進行焊接修復。通過對該滾筒端蓋材質的檢驗及焊接性分析,多方查閱技術資料,制定出合理的焊接工藝參數和有效的焊接措施,成功地修復了電動滾筒端蓋的裂紋。
               2電動滾筒端蓋的材質檢驗和焊接性分析
              通過檢驗,該電動滾筒端蓋的材質為HT200灰口鑄鐵,其化學成分見表l。由于灰口鑄鐵中的碳呈片狀石墨形態分布,而且碗、磷等雜質含量高,因此焊縫在冷卻過程中對冷卻速度很敏感。在焊接條件下,焊縫結晶時間短,石墨化不寬分,致使熔臺區和焊縫中的碳以Fe 3c形態存在+容易形成自口殛淬硬組織。再者,灰口鑄鐵強度低.塑性差.而一般常用的電弧焊過程衛具有冷速快.焊件受熱不均勻,焊接應力大的特點,使得灰口鑄鐵在焊接時焊縫對冷裂紋、熱裂紋都存在較大的敏感性。此外,灰口鑄鐵的熱影響區存在脆性白口層及馬氏體組織,而電動滾筒端蓋的厚度達25mm,多層焊時.焊接接頭熱影響區存在較大的焊縫收縮應力,容易導致在此處發生剝離性質的裂紋。故灰口鑄鐵焊接的主要問題,一是焊接接頭易出現白口及淬硬組織,二是焊接接頭易出現裂紋。
                                                      表1 HT200灰口鑄鐵的化學成分(%)
                                        
               3電動滾筒端蓋修復的焊接工藝
               3.1焊接工藝的選擇
               灰口鑄鐵的焊條電弧焊一般分為同質(鑄鐵型)焊縫的電弧預熱焊、低溫預熱焊和異質(非鑄鐵型)焊縫的電弧冷焊等幾種工藝方法。
               同質(鑄鐵型)焊縫的電弧預熱焊是指采用鑄鐵型焊接材料,焊前將鑄鐵件整體或局部預熱到600~700℃(暗紅色),然后進行焊接.焊接過程中焊件的溫度不能低于450℃,焊后進行緩冷的焊接工藝。其優點是焊件受執均勻。冷卻速度慢.有利于焊縫金屬石墨化,減少和避免出現白口組織,有利于減低焊接熱應力,防止產生裂紋。缺點是勞動條件惡劣,焊接成本高,工件變形大,表面容易氧化等。
               同質(鑄鐵型)焊縫的電弧低溫預熱焊是指焊前將鑄鐵件整體或局部預熱到300~400℃進行焊接的工藝。與高溫預熱焊相比,焊工的勞動條件有所改善,焊接成本有所降低,也能獲得較好的焊接質量。其缺點是預熱溫度低.冷卻速度快,且鑄鐵低于400℃時,其塑性已降到接近于零,不能松弛應力.焊縫較易出現裂紋。
          異質(非鑄鐵型)焊縫的電弧冷焊是指采用非鑄鐵型焊接材料,焊前鑄鐵件不進行預熱的鑄鐵焊接工藝。該工藝具有不預熱,勞動條件良好,工件變形小,操作簡單等優點。其缺點是焊接接頭冷卻速度快,極易形成白口和淬硬組織,工件受熱不均勻,焊接接頭存在較大的熱應力,易產生冷裂紋。
               我們根據電動滾筒端蓋的具體情況,結合上述鑄鐵的3種焊接工藝,選用以鎳鐵臺金為焊芯的鑄鐵焊條z408,采用低溫預熱焊法對電動滾筒端蓋進行焊接修復。
               3.2 Z408焊條的特點
               Z408是鎳鐵合金焊芯.強還原性石墨藥皮的鑄鐵焊條,具有強度高、塑性好.線膨脹系數低等特點??沽研詫犊阼T鐵與z308差不多,但對球墨鑄鐵則比z308強,對含磷量高(O.2%P)的鑄鐵,也具有良好的效果,切削加工性能比z308和z508稍差。用于灰口鑄鐵及球墨鑄鐵的焊接。交直流兩用。焊條熔敷金屬的化學成分見表2。
                                                            表2 熔敷金屬化學成分(%)
                                          
                3.3異質焊縫(非鑄鐵型)的電弧半熱焊工藝要點
               異質焊縫的電弧半熱焊工藝的著眼點是防止裂紋及減弱白口,淬硬組織的產生。因此,施焊工藝上應做到:
               (1)盡量降低鑄鐵母材在焊縫中熔合比,以減少鑄鐵中的碳,硫等有害元素進入到焊縫中去,有利于提高焊縫質量;
               (2)盡量降低焊接應力,防止裂紋產生,
               (3)盡量降低熱影響區寬度,從而降低白口及淬硬組織的寬度。
               1)焊前準備
               焊前要先在裂紋的兩端分別鉆一防裂小孔.再用角向磨光機將裂紋雙面開坡口倒角。焊接坡口形式如圖T所示。然后清除焊接區域內的油污等雜質,清除焊接區域內的鑄鐵石墨化表面,盡可能降低鑄鐵表面的碳對焊縫質量的影響.否則焊縫易出現氣孔,裂紋等缺陷。為此,將氧乙炔火焰調節到強烈的高度氧化火焰,在待焊區域上面持續燒烤數分鐘,然后用鐵刷清理該區域,如此重復二三次,直至將焊接區域清理干凈。
                                         
               2)焊前預熱,層閫溫度的控制及焊后處理措施
              電動滾筒端蓋厚度為25mm,焊縫長度達0.95m,為了降低焊接應力和促進焊縫石墨化,以減少半熔化區白口及淬硬組織的寬度,防止裂紋的產生,焊前要進行預熱。預熱溫度為300~400℃。又由于施焊時正值冬天,氣溫低,因此焊完一根焊條后要在加熱保溫.層間溫度要控制在300℃以上,壘部焊完后衛用沙子保溫了4個小時。達到焊縫緩慢冷卻的目的,進一步減小焊接應力和變形。
               3)采用合適的焊接電流
               采用與鑄鐵異質的焊接材料進行電弧低溫預熱焊時.焊接電拖越小,蝽操就越小,鑄鐵中的碳、硫等有害物雜質進入焊縫的就越少。越有利于提高焊縫質量。如果焊縫中碳、硫的含量多,就會增大焊縫出現冷,熱裂紋的傾向.此外,隨著焊接電流的減小,在焊接速度不變的情況下,焊接熱輸人就會減小,這樣不僅會減少焊接應力。降低焊接接頭出現裂紋的傾向.而且也減小了整個熱影響區的寬度,其中包括減小了最易形成白日的半熔化區的寬度,使白口層變薄。因此.焊接進應盡量控制焊接熱輸入,采用短弧,小電漉.快速,窄焊道來焊接。焊接電流參數見表3。
                                        
               4)合理安排多層焊的焊接順序
               由于電動滾筒端蓋較厚,多屆焊時焊縫的橫向收縮應力較大,如果焊接順序安排不合理,容易產生剝離性的裂紋,為此采取了圖2所示的焊接順序。另外.采取了焊后錘擊工藝,在每一根焊條焊完后立即用帶圓角的尖頭小錘快速錘擊焊接處,使焊縫表面出現底坑,進一步降低焊接應力,減弱焊縫發生裂紋的可能性。

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