大型辊轴磨损后的堆焊方法_3

文档序号:9624893阅读:来源:国知局
7mm,每一道焊道之间的搭接量为1/3,焊丝前倾角为6°,自左向右堆焊,堆焊厚度为3_,一道焊道完成之后,转动辊轴,转动大小为一个焊道的宽度,然后继续自左向右堆焊,这样周而反复,直至完成第三层堆焊;这样,以后各层以此类推,最终在辊轴的平面上留2.5mm的焊肉高度,便于后面机械加工,保证辊轴尺寸精度;然后继续采用上述步骤对辊轴中间部分进行堆焊,直至堆焊完毕,如图1所示,先在辊轴1上完成辊轴端部堆焊5,最后在完成辊轴中间部分的堆焊6,在整个堆焊过程中,须严格控制层间温度,严格按照所设定的参数操作,这样才能保证达到预期效果。
[0035]步骤4、施焊完毕后,破除焊渣,将辊轴用矿棉包裹起来保温30min后再缓冷到室温,缓冷结束后再装入加热炉中进行回火处理,升温至500°C,升温速度保持100°C /h,保温5h后随炉冷却至150°C时出炉,最后冷却到室温,这样可以消除辊轴里的内应力,稳定堆焊部位的结构组织,提高基体和堆焊层的综合力学性能。
[0036]步骤5、热处理完毕后,用超声波探伤仪对堆焊部位进行探伤检测,若有缺陷则需把缺陷车削掉重新堆焊,若没有缺陷这可根据图纸进行机械加工。
[0037]按照以上堆焊方法实施后,得到的辊轴的堆焊部位堆焊层质量好,气孔,夹杂,缩孔等缺陷产生几率小,焊缝金属中含氮量、含氧量大大降低,液态金属与熔渣、气体的冶金反应比较充分;通过对焊接参数的自动调节并保持稳定,致使堆焊层的化学成分和性能比较均匀,堆焊层表面平整,机械性能较好,堆焊部位的硬度由里到外由低到高呈阶梯式分布,最外层硬度大于45HRC,甚至达到55~60HRC,其冲击韧性和强度达到与辊轴相当,甚至超过母材1~2倍,抗疲劳剥落破坏的能力强,堆焊效果显著,能完全满足焊接质量要求,特别适用于圆柱形和大平面工件的堆焊,但不适合堆焊小零件。
[0038]本发明的第三个实施例,其堆焊方法步骤为:
步骤1、首先记录辊轴1的原始尺寸和原始样貌,目的在于在后续堆焊过程中有针对性,使之能完全修复受损辊轴1。然后确定需修复的辊轴1的材质,用以选定所要的焊丝材料和相对应焊剂,例如,若辊轴1是铬钼系列冷乳支撑辊轴,所用焊丝的化学组分为(按重量百分比%计算):碳为0.21%,锰为1.4%,铬为5.3%,钨为1.3%,钼为0.8%,其它元素含量为1.2%,余量为铁,所选焊剂为HJ107焊剂。然后对辊轴1进行车削以清除热疲劳层,之后进行探伤检测处理以确保疲劳裂纹彻底除净,进而去除辊轴1表面的油污和杂质,打磨至母材金属,打磨厚度为4_,用打磨机打磨使待焊部位表面干净光洁,此时对棍面尺寸进行记录,以确定堆焊层厚度、材料消耗、后续堆焊方法流程。
[0039]步骤2、焊前准备完毕后,采用氧一乙炔火焰将整个辊轴全面加热到250°C,升温速度不大于20°C / s,保温时间按辊轴长度每100mm—小时计算,将焊丝和焊剂烘干到270 °C,保温2h,然后放入保温筒中,便于起弧,随用随取。
[0040]步骤3、焊前预热结束后,将辊轴1吊装在可转动的支架上,先堆焊辊轴1的两端,根据辊轴材质选择合适的焊丝2和焊剂,然后进行第一层施焊,第一层所用焊丝2直径为
2.0mm,采用直流反接,焊接电流为200A,焊接电压为31V,焊接速度为220mm/min,焊丝伸出长度为25mm,焊丝前倾角α为6°,自左向右堆焊,如图1所示,每一道焊道3之间的搭接量为1/3,即图1中焊道之间重叠部分4,堆焊厚度为2.5_,一道焊道完成之后,转动辊轴,转动大小为一个焊道的宽度,然后继续自左向右堆焊,这样周而反复,直至完成第一层堆焊;施焊结束后,待辊轴冷却lOmin,用锤头进行锤击,破除焊渣,进行第二层施焊,第二层所用焊丝直径为2.5mm,采用直流反接,焊接电流为250A,焊接电压为30V,焊接速度为260mm/min,焊丝伸出长度为25mm,每一道焊道之间的搭接量为1/3,焊丝前倾角为6°,自右向左堆焊,堆焊厚度为3mm,一道焊道完成之后,转动辊轴,转动大小为一个焊道的宽度,然后继续自左向右堆焊,这样周而反复,直至完成第二层堆焊;施焊结束后,待辊轴冷却lOmin,用锤头进行锤击,破除焊渣,然后进行第三层施焊,第三层所用焊丝直径为2.5mm,采用直流反接,焊接电流为250A,焊接电压为30V,焊接速度为260mm/min,焊丝伸出长度为25mm,每一道焊道之间的搭接量为1/3,焊丝前倾角为6°,自左向右堆焊,堆焊厚度为3_,一道焊道完成之后,转动辊轴,转动大小为一个焊道的宽度,然后继续自左向右堆焊,这样周而反复,直至完成第三层堆焊;这样,以后各层以此类推,最终在辊轴的平面上留3mm的焊肉高度,便于后面机械加工,保证辊轴尺寸精度;然后继续采用上述步骤对辊轴中间部分进行堆焊,直至堆焊完毕,如图1所示,先在辊轴1上完成辊轴端部堆焊5,最后在完成辊轴中间部分的堆焊6,在整个堆焊过程中,须严格控制层间温度,严格按照所设定的参数操作,这样才能保证达到预期效果。
[0041]步骤4、施焊完毕后,破除焊渣,将辊轴用矿棉包裹起来保温30min后再缓冷到室温,缓冷结束后再装入加热炉中进行回火处理,升温至500°C,升温速度保持100°C /h,保温5h后随炉冷却至150°C时出炉,最后冷却到室温,这样可以消除辊轴里的内应力,稳定堆焊部位的结构组织,提高基体和堆焊层的综合力学性能。
[0042]步骤5、热处理完毕后,用超声波探伤仪对堆焊部位进行探伤检测,若有缺陷则需把缺陷车削掉重新堆焊,若没有缺陷这可根据图纸进行机械加工。
[0043]按照以上堆焊方法实施后,得到的辊轴的堆焊部位堆焊层质量好,气孔,夹杂,缩孔等缺陷产生几率小,焊缝金属中含氮量、含氧量大大降低,液态金属与熔渣、气体的冶金反应比较充分;通过对焊接参数的自动调节并保持稳定,致使堆焊层的化学成分和性能比较均匀,堆焊层表面平整,机械性能较好,堆焊部位的硬度由里到外由低到高呈阶梯式分布,最外层硬度大于45HRC,甚至达到55~60HRC,其冲击韧性和强度达到与辊轴相当,甚至超过母材1~2倍,抗疲劳剥落破坏的能力强,堆焊效果显著,能完全满足焊接质量要求,特别适用于圆柱形和大平面工件的堆焊,但不适合堆焊小零件。
[0044]本发明还涉及一种用于大型辊轴磨损后修复的堆焊设备,如图2所示,滑动导轨7上连接有滑块8,滑块8能在滑动导轨上向左向右自由滑动,机械臂20包括滑块8、连杆11、和旋转凸台17,滑块8下端固定有连杆11,机械臂20上的连杆11共有3段,上端一段固定连接滑块8,下端连接有旋转凸台17,连杆11与连杆11连接部分可以自由转动,达到旋转和伸缩的功能,用以控制旋转凸台17的空间位置;旋转凸台17与下端连杆11连接部分可以自由转动,旋转凸台17上固定安装有焊枪14、超声波探伤仪探头15和氧-乙炔枪头16,这样就可以通过主体设备18控制旋转凸台17上各枪头或探头的位置,实现能任意调用其中一个枪头或探头并使其工作的效果;焊枪14上连接有送丝机构、送焊剂机构、冷却水系统和控制线,主体设备18通过控制线控制焊枪14工作;超声波探伤仪探头15为电声换能器,电声换能器将返回来的声波转换为电脉冲,然后通过电声转换器上的电路传输给主体设备18的显示器上,实现实时检测监控的目的;氧-乙炔枪头16上接有氧气输送管、乙炔输送管和控制线路,主体设备18通过控制线路控制氧-乙炔枪头16工作,氧气输送管和乙炔输送管分别接在氧气瓶和乙炔瓶上。
[0045]图2中,滑动导轨7的竖直方向上还设有滑块8,此处的滑块8在滑动导轨7上能上下自由滑动,滑块8上固定连接有连杆11,连杆11有四段,上端的连杆11和滑块8固定连接,下端的连杆11和T形杆19连接,各连杆之间连接的部分可自由转动,同理,也是为了达到旋转和伸缩的功能,用以控制旋转打磨轮和锤头的空间位置;T形杆与连杆11连接的部分可自由转动,τ形杆上端固定连接打磨轮12,下端固定连接锤头13,打磨轮12和锤头13可通过Τ形杆19和连杆11之间连接的部分旋转实现位置上下互换。
[0046]图2中,支架9为一对,且固定安装在机座的左右两边上,每边支架9上连接有可转动的转动齿轮10,转动齿轮10的内孔固定辊轴1的轴端,当转动齿轮10转动时,辊轴1也跟着转动。
[0047]当将车削好后的辊轴1置于支架9上时,调动T形杆19转动,使打磨轮12置于下端,然后通过连杆11的伸
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