离心风机叶轮叶片磨损后的手工电弧焊修复方法
【专利摘要】一种离心风机叶轮叶片磨损后的手工电弧焊的修复方法，包括修复前的准备和修复步骤，其修复的方法步骤是：包括清洗工件，检测工件、拆卸损伤叶轮、对工件进行分析、安装专用工装、将叶轮叶片磨损部位去除疲劳层、检测母材材质。选择焊材采用小电流、短弧操作、对称焊接的方式焊接被修复的损伤部位；然后进行去应力热处理，去除残余应力，对加工后的工件表面进行表面着色探伤检测，整体进行组装，达到厂家原设计标准。本发明修复的部位具有耐磨性好，硬度强、熔覆层与叶轮叶片母材的熔合率高、叶轮变形小等优点。
【专利说明】离心风机叶轮叶片磨损后的手工电弧焊修复方法
[0001]【技术领域】:
本发明涉及机械修复领域的手工电弧焊修复方法，特别是涉及一种离心风机叶轮叶片的手工电弧焊修复方法。
[0002]【背景技术】
由于离心压风机叶轮叶片在运行过程中承受较大的冲刷磨损，以及工件本身存在制造缺陷，在叶片与轮盘轮毂连接处存在应力集中，在应力集中处易发生破坏形成裂纹，逐步扩展发生断裂。目前对离心压风机叶轮叶片裂纹的修复，一般采用传统堆焊技术，这种堆焊修复方法不但耐磨性差、修复层易脱落而且仍然会含有裂纹。这些缺陷严重影响了离心风机的使用效果，更换设备需花费很大成本，也浪费资源，给企业造成巨大的损失。所以，选择适合的修复技术实现离心风机叶轮叶片的修复再制造，是一项具有重要意义的工作。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于针对现有传统堆焊技术修复耐磨性差、修复层易脱落、含有裂纹等不足，提供一种耐磨性好，硬度强、修复层具有裂纹少、熔覆层与叶片母材熔合率高、叶轮变形小的离心风机叶轮叶
片磨损后的手工电弧焊修复方法，该方法利用手工电弧焊技术对离心风机叶轮叶片的修复方法。
[0004]实现上述发明目的采用的技术方案是:
一种离心风机叶轮叶片磨损后的手工电弧焊的修复方法，包括修复前的准备和修复步骤，其修复的方法步骤是:
第一步修复前的准备
a.清洗工件,检测离心风机叶轮叶片各部位的尺寸,确定损伤部位及其磨损量；
b.对工件进行径向、端面跳动检测；
c.将损伤叶轮拆卸；
d.对工件进行失效分析及其寿命评估；
e.安装专用工装；
f.将叶轮叶片磨损部位去除疲劳层0.5-2_，将疲劳层清洗干净，以出现新的加工面；
g.检测离心风机叶轮叶片母材材质的硬度和成分；
第二步修复过程
h.根据g步骤的检测结果选择焊接材料，按照重量百分比计，选用含有C0.04%, Mn0.8%，Si 0.6%，S 0.02%，P 0.03%，Cr 16.5%，Ni 6%，Mo 0.7%，Cu 0.3%,其余为铁的焊接材料，该焊接材料直径为2.5mm，焊接电流60-80A ；
i采用小电流、短弧操作、对称焊接的方式焊接被修复的离心机风机叶轮叶片的损伤部
位；
第三步修复后的检测
j.离心风机叶轮叶片焊接后进行去应力热处理，去除残余应力； k.对离心风机叶轮叶片损伤部位焊接后，按照要求进行机械加工；
1.对加工后的工件表面进行表面着色探伤检测； m.对离心风机叶轮叶片加工精度检测； η.整体进行组装；
ο.对离心风机叶轮各部位进行机械加工校正变形量，达到厂家原设计标准。
[0005]进一步，所述专用工装是芯轴、底板、压板、卡板和高强螺栓。
[0006]进一步，所述的清洗工件，是对离心风机叶轮叶片上的灰尘、油污、锈蚀进行清理。
[0007]进一步，着色探伤检测方法是，在叶轮叶片修复后的表面喷涂一层红色渗透剂10-15分钟，用清洗剂将工件上的渗透剂清洗干净，在叶轮叶片修复后的表面喷涂一层白色的显像剂，若有气孔会出现红点，若有裂痕会出现红线。
[0008]进一步，对修复后的离心风机叶轮进行热处理去除残余应力用的方法是:将修复后的离心风机叶轮放在加热炉里，温度为600-650°C，保温2小时，当温度下降到200°C以下后出炉。
[0009]采用上述技术方案，本方法提供了对叶轮叶片材料的技术性能的分析，确定了手工电弧焊修复的施工方案，并提出了利用手工电弧焊技术具体的修复工艺，相比传统的堆焊，其修复的部位耐磨性好，硬度强、熔覆层与叶轮叶片母材的熔合率高、叶轮变形小等优点。在叶轮叶片表面形成有相互融合的、且具有与基体完全不同成分的合金覆层；其基体与焊接熔覆层的结合强度不低于原基材的90% ;熔铸层及其界面组织致密，晶粒小，没有孔洞、夹渣、裂纹等缺陷；修复层表面有较高的蠕变极限、良好的持久强度和较好的抗热疲劳及断裂性能。
[0010]【具体实施方式】:
下面结合实施例对本发明做进一步的描述
本实施例是一种离心风机叶轮叶片磨损后的手工电弧焊修复的方法，在修复前:要对设备解体拆卸，打标示，清洗工件，检测各部尺寸，确定损伤部位及其磨损量。对离心风机叶轮进行径向、端面跳动，检测是否有变形现象。对工件进行失效分析及其寿命评估，根据修复内容制定修复工艺、工时等；损伤部位去除疲劳层0.5-2mm，特殊情况下可将疲劳层清洗干净，以出现新的加工面。检测叶轮叶片母材材质及其硬度，本专利涉及的叶轮叶片材料马氏体不锈钢。
[0011]在修复过程中:根据所检测的结果选择手工电弧焊修复所需要的焊材，该焊接材料按照重量百分比计，含有 C 0.04%，Mn 0.8%，Si 0.6%, S 0.02%，P 0.03%, Cr 16.5%，Ni6% ,Mo 0.7%，Cu 0.3% ;焊材直径为2.5mm ;焊接前安装专用工装；根据焊接材料选择焊接工艺，焊接电流60-80A，小电流、短弧操作、对称焊接；
所述清洗工件，对离心风机轴承座上的灰尘、油污、锈蚀等进行清理。
[0012]对离心风机叶轮叶片损伤部位焊接后，进行去应力热处理并按照图纸及有关技术要求进行机械加工，包括车、铣、钳加工。对加工后的工件进行表面着色探伤检测是否有气孔、夹渣、裂痕等影响叶轮叶片机械性能的缺陷。对离心风机叶轮叶片加工精度检测；整体进行组装车床加工校正变形，检验其修复质量是否合格。
具体实施例[0013]实施例1:
第一步，修复前的准备:对编号为RZ-LFOll待修复离心风机设备进行解体拆卸，打标示，采用高压水枪清洗工件，对离心风机叶轮叶片上的灰尘、油污、锈蚀等进行清洗处理，处理干净后，检测各部尺寸，确定叶轮叶片损伤部位及其磨损量。对离心风机整体进行径向、端面跳动，检测是否有变形现象。对工件进行失效分析及其寿命评估，根据修复内容制定修复工艺等。依据损伤情况，将损伤部位去除疲劳层2_，出现新的加工面为止。检测轴承座母材材质及其硬度，确定轴承座基材为马氏体不锈钢。
[0014]第二步，在修复过程中:根据所检测的结果选择手工电弧焊修复所需要的焊材，该焊接材料的组分及重量百分比含量是C 0.04%, Mn 0.8%, Si 0.6%，S 0.02%，P 0.03%, Cr16.5%，Ni 6%，Mo 0.7%，Cu 0.3%，其余为铁。焊材直径2.5mm ;焊接前安装专用工装:芯轴、底板、压板、卡板、及高强螺栓；根据焊接材料选择焊接工艺，焊接电流60-80A，小电流、短弧操作、对称焊接。
[0015]第三步，对离心风机叶轮叶片损伤部位焊接后，进行去应力热处理并按照图纸及有关技术要求进行机械加工，包括车、铣、钳加工。对加工后的工件进行表面着色探伤检测是否有气孔、夹渣、裂痕等影响叶轮叶片机械性能的缺陷。对离心风机叶轮叶片加工精度检测；整体进行组装车床加工校正变形，检验其修复质量是否合格。
[0016]检测叶轮叶片表面影响叶片机械性能的缺陷的方法是，在叶轮叶片修复后的表面喷涂一层红色渗透剂等待10-15分钟，使用清洗剂将工件上的渗透剂清洗干净，在叶轮叶片修复后的表面喷涂一层白色的显像剂，若有气孔会出现红点，若有裂痕会出现红线。
[0017]对修复后的离心风机叶轮进行热处理去除残余应力，所使用的方法是将修复后的离心风机叶轮放在加热炉里，温度为600-650°C，然后保温2小时，当温度下降到200°C以下后出炉。
[0018]实施例2:
第一步修复前的准备:对编号为RZ-LF-0171待修复离心风机设备进行解体拆卸，打标示，采用高压水枪清洗工件，要对离心风机叶轮叶片上的灰尘、油污、锈蚀等进行处理，处理干净后，检测各部尺寸，确定叶轮叶片损伤部位及其磨损量。对离心风机整体进行径向、端面跳动，检测是否有变形现象。对工件进行失效分析及其寿命评估，根据修复内容制定修复工艺等。依据损伤情况，将损伤部位去除疲劳层0.5mm，出现新的加工面。检测轴承座母材材质及其硬度，确定轴承座基材为马氏体不锈钢。
[0019]第二步，在修复过程中:根据所检测的结果选择手工电弧焊修复所需要的焊材，该焊接材料的组分及重量百分比含量是C 0.04%, Mn 0.8%，Si 0.6%，S 0.02%，P 0.03%, Cr16.5% ,Ni 6% ,Mo 0.7%，Cu 0.3%，其余为铁。焊材直径2.5mm ;焊接前安装专用工装:芯轴、底板、压板、卡板、及高强螺栓；根据焊接材料选择焊接工艺，焊接电流60-80A，小电流、短弧操作、对称焊接。
[0020]第三步，离心风机叶轮叶片损伤部位焊接后，进行去应力热处理并按照图纸及有关技术要求进行机械加工，包括车、铣、钳加工。对加工后的工件进行表面着色探伤检测是否有气孔、夹渣、裂痕等影响叶轮叶片机械性能的缺陷。对离心风机叶轮叶片加工精度检测；整体进行组装车床加工校正变形，检验其修复质量是否合格。
[0021]检测叶轮叶片表面影响叶片机械性能的缺陷的方法是，在叶轮叶片修复后的表面喷涂一层红色渗透剂等待10-15分钟，使用清洗剂将工件上的渗透剂清洗干净，在叶轮叶片修复后的表面喷涂一层白色的显像剂，若有气孔会出现红点，若有裂痕会出现红线。
[0022]对修复后的离心风机叶轮进行热处理去除残余应力，所使用的方法是将修复后的离心风机叶轮放在加热炉里，温度为600-650°C，然后保温2小时，当温度下降到200°C以下后出炉。
[0023]实施例3:
第一步修复前的准备:对编号为RZ-LFZ-0161待修复离心风机设备进行解体拆卸，打标示，采用高压水枪清洗工件，要对离心风机叶轮叶片上的灰尘、油污、锈蚀等进行处理，检测各部尺寸，确定叶轮叶片损伤部位及其磨损量。对离心风机整体进行径向、端面跳动，检测是否有变形现象。对工件进行失效分析及其寿命评估，根据修复内容制定修复工艺等；依据损伤情况，将损伤部位去除疲劳层1.5mm，出现新的加工面。检测轴承座母材材质及其硬度，确定轴承座基材为马氏体不锈钢。
[0024]第二步在修复过程中:根据所检测的结果选择手工电弧焊修复所需要的焊材，该焊接材料的组分及重量百分比含量是C 0.04%, Mn 0.8%，Si 0.6%，S 0.02%，P 0.03%，Cr16.5%，Ni 6%，Mo 0.7%，Cu 0.3%，其余为铁。焊材直径2.5mm ;焊接前安装专用工装:芯轴、底板、压板、卡板、及高强螺栓；根据焊接材料选择焊接工艺，焊接电流60-80A，小电流、短弧操作、对称焊接。
[0025]第三步离心风机叶轮叶片损伤部位焊接后，进行去应力热处理并按照图纸及有关技术要求进行机械加工，包括车、铣、钳加工。对加工后的工件进行表面着色探伤检测是否有气孔、夹渣、裂痕等影响叶轮叶片机械性能的缺陷。对离心风机叶轮叶片加工精度检测；整体进行组装车床加工校正变形，检验其修复质量是否合格。
[0026]检测叶轮叶片表面影响叶片机械性能的缺陷的方法是，在叶轮叶片修复后的表面喷涂一层红色渗透剂等待10-15分钟，使用清洗剂将工件上的渗透剂清洗干净，在叶轮叶片修复后的表面喷涂一层白色的显像剂，若有气孔会出现红点，若有裂痕会出现红线。
[0027]对修复后的离心风机叶轮进行热处理去除残余应力，所使用的方法是将修复后的离心风机叶轮放在加热炉里，温度为600-650°C，然后保温2小时，当温度下降到200°C以下后出炉。
[0028]以上公开的仅为本发明的具体实施例，但本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种离心风机叶轮叶片磨损后的手工电弧焊的修复方法，包括修复前的准备和修复步骤，其特征在于，其修复的方法步骤是: 第一步修复前的准备 a.清洗工件,检测离心风机叶轮叶片各部位的尺寸,确定损伤部位及其磨损量； b.对工件进行径向、端面跳动检测； c.将损伤叶轮拆卸； d.对工件进行失效分析及其寿命评估； e.安装专用工装； f.将叶轮叶片磨损部位去除疲劳层0.5-2_，将疲劳层清洗干净，以出现新的加工面； g.检测离心风机叶轮叶片母材材质的硬度和成分； 第二步修复过程 h.根据g步骤的检测结果选择焊接材料，按照重量百分比计，选用含有C0.04%，Mn0.8%，Si 0.6%，S 0.02%，P 0.03%，Cr 16.5%，Ni 6%，Mo 0.7%，Cu 0.3%,其余为铁的焊接材料，该焊接材 料直径为2.5mm，焊接电流60-80A ； i采用小电流、短弧操作、对称焊接的方式焊接被修复的离心机风机叶轮叶片的损伤部位； 第三步修复后的检测 j.离心风机叶轮叶片焊接后进行去应力热处理，去除残余应力； k.对离心风机叶轮叶片损伤部位焊接后，按照要求进行机械加工； 1.对加工后的工件表面进行表面着色探伤检测； m.对离心风机叶轮叶片加工精度检测； η.整体进行组装； ο.对离心风机叶轮各部位进行机械加工校正变形量，达到厂家原设计标准。
2.根据权利要求1所述的离心风机叶轮叶片磨损后的手工电弧焊的修复方法，其特征在于，所述专用工装是芯轴、底板、压板、卡板和高强螺栓。
3.根据权利要求1所述的离心风机叶轮叶片磨损后的手工电弧焊的修复方法，其特征在于，所述的清洗工件，是对离心风机叶轮叶片上的灰尘、油污、锈蚀进行清理。
4.根据权利要求1所述的离心风机叶轮叶片磨损后的手工电弧焊的修复方法，其特征在于，着色探伤检测方法是，在叶轮叶片修复后的表面喷涂一层红色渗透剂10-15分钟，用清洗剂将工件上的渗透剂清洗干净，在叶轮叶片修复后的表面喷涂一层白色的显像剂，若有气孔会出现红点，若有裂痕会出现红线。
5.根据权利要求1所述的离心风机叶轮叶片磨损后的手工电弧焊的修复方法，其特征在于，对修复后的离心风机叶轮进行热处理去除残余应力用的方法是:将修复后的离心风机叶轮放在加热炉里，温度为600-650°C，保温2小时，当温度下降到200°C以下后出炉。
【文档编号】B23K9/235GK104014903SQ201410296435
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年6月27日 优先权日:2014年6月27日
【发明者】王超, 薛野巍, 韩佳杰 申请人:河北瑞兆激光再制造技术有限公司