焊接预保护和修复技术的应用.doc

焊接预保护和修复技术的应用 及发展前景浅析 王成文 太原重型机械集团有限公司技术中心 太原 030024 摘要:论述了焊接预保护和修复技术的基本范畴及其与可持续发展的关系介绍了焊接预保护和修复技术 的主要特点通过一些典型零件的焊接预保护和修复技术应用及其成功使用的实例探讨了未来焊接预保 护和修复技术的发展前景为企业正常生产合理降低维修成本做出贡献 关键词预保护技术 焊接修复 应用 发展 0 前言 在很长的时间里机械加工业仍将以金属结构加工为主体其加工技术不断提高在我国重型 机械装备的技术开发和生产应用中采用焊接预保护技术提高产品表面性能和焊接修复金属结构等 技术为大型重点工程建设和国民经济发展做出了重大贡献 1 焊接预保护和修复技术与可持续发展 随着功能材料技术性能与生产成本的综合要求金属材料复合制造技术使用的越来越多常用 焊接预保护方法主要是指表面堆焊即采用高合金表面堆焊复合强化的设计及工艺发挥高合金金 属层的优异性能保护基体材料延长零件使用寿命减少贵重金属消耗降低制造成本实现良 好的功能价值比达到人类合理利用资源的最佳效果 焊接修复是采用各种焊接技术恢复机械设备及零件的使用性能实现机械设备零件的再 生焊接修复具有结合强度高费用低熔敷速度快等特点应用广泛焊接修复技术具有良好的 技术经济价值利用了原有金属零件部件以修理局部缺陷恢复整体功能的形式缩短企业停 机停产时间具有投入成本低技术复杂等技术经济特点 制造金属结构要进行矿产采掘能源开发人力劳动形成大量工业废弃物可持续发展追求 技术经济生态环境的综合平衡但地球上矿产储备及生态环境的承受能力有限因此物质的合 理使用与再生利用是人类活动经济发展的必然要求因此金属结构焊接预保护和焊接修复技术是 人类可持续发展能够使用的技术手段之一 2 焊接预保护技术在重型机械生产中的应用 2.1 斗轮式挖掘机铲齿预保护堆焊 斗轮式挖掘机是矿山采掘主要设备磨料为矿石煤炭采掘时铲齿磨损十分严重为此采用 复合技术制造铲齿基体为20Mn 铸件调质处理HB197 229 采用堆焊焊条EDPCrMo A4 03 Ф 4mm 及药芯焊丝KY9 2 Ф1.6mm 进行堆焊堆焊两层厚度为5mm EDPCrMo A4 03 堆焊层硬度 HRC50 用于打底堆焊KY9 2 是金属型有缝药芯焊丝采用CO2 气体保护焊焊接规范参数I=240 260A U=25 28V 堆焊层硬度HRC55 用于堆焊工作面堆焊时铲齿预热100 150 焊后空 冷堆焊层硬度检测为HRC62 经过矿山1000 小时工业性试验达到产品技术要求已完成铲齿堆焊 200 件保证采掘工作顺利进行 2.2 大型水压机柱塞预保护堆焊 大型水压机柱塞是水压机工作时的主要传力和移动部件要求柱塞表面具有耐磨耐蚀耐冲 击等性能大型水压机柱塞表面强化工艺是在基体材料表面进行马氏体不锈钢堆焊堆焊层硬度要 求HRC42 75MN 大型水压机柱塞的外形尺寸为直径Ф1840mm 重达二十余吨由于零件堆焊面积 大选用埋弧焊焊丝为H2Cr13 Ф4mm 并配合碱性烧结焊剂SJ101 焊道搭接量为焊道宽度的 1/2 焊前预热150 200 进行两层堆焊第一层焊接电流470 480A 第二层焊接电流540 550A 焊后后热250 2h 并缓冷再经450 4h 消应力退火热处理切削加工并保留厚度3mm 的堆焊 层堆焊层加工后进行表面着色探伤检查硬度试验结果为HRC44 采用预保护堆焊工艺已成功地 制造了多台大型水压机柱塞 2.3 大型精锻机锤头预保护堆焊 随着精密锻造技术的发展精锻机锤头表面不仅要有一定的红硬性而且要有一定的耐高温疲 劳性能精锻机锤头堆焊采用焊条电弧焊和钨极氩弧焊两种方法焊条电弧焊堆焊过渡层采用 GHNi50 Ф5mm 焊条焊前烘干350 2h 钨极氩弧焊堆焊工作层采用HGH520 Ф8mm 镍基合金 焊丝由于基材碳当量较高焊前需要预热350 后热处理并进行550 6h 消应力退火处理 焊后表面探伤检查不允许产生裂纹未熔合等缺陷精锻机锤头堆焊层硬度为HRC45 50 采用 预保护堆焊工艺已生产多套精锻机锤头最佳时可生产火车轴12000 根工作寿命达到进口精锻机 锤头的1.5 倍实现精锻机锤头制造技术国产化 总之通过斗轮式挖掘机铲齿堆焊大型水压机柱塞堆焊大型精锻机锤头堆焊等焊接预保护 应用实例及其良好的使用服务说明焊接预保护技术在提高重型机械使用性能方面发挥了重要作用 3 焊接修复技术在重型机械生产中的应用 3.1 大型水压机立柱的焊接修复 我公司生产的三梁四柱结构水压机有一立柱加工失误造成立柱中部长度约420mm 区域 直径严重超差2.5mm 立柱长度为10 900 mm 直径Ф560 mm 有较高的形位公差表面粗糙度要求 材料为45 钢锻件调质处理重量16 T 出现缺