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空氣錘的堆焊修復
閱讀：1333 發布時間：2011-9-291 錘桿活塞部位的堆焊修復
某廠在750kg空氣錘大修時，用氣缸表測得氣缸的橢圓度超過規定值，氣缸已不能再繼續使 用，必須鏜缸。然而，新鏜出的氣缸直徑為606.5mm，比原設計尺寸擴大6.5mm，這樣 ，錘桿就不能再使用。所以，決定用堆焊的方法焊補錘桿活塞部位，以便與擴孔后的氣缸直 徑匹配。
選用4.0mm或5.0mm的J507焊條，焊前焊條在250℃烘干3h，焊時直流反接，焊 接電流比正常值略小。堆焊前先清除錘桿上的油污并在加熱爐內將錘桿整體預熱到300℃左 右，保溫4h，出爐后豎立放好。首先堆焊放活塞環的三個槽，全部焊平為止，敲去渣殼后檢 查有無裂紋，如有，則立即重新焊補，沒有即可進行活塞表面的堆焊。堆焊是從zui下面的倒 角開始，沿表面按螺旋運動軌跡運條進行橫平焊，焊條與工件夾角約30°～40°，如圖1b所 示。堆焊時采用短弧焊，焊條不擺動，整個焊接過程連續進行，直到焊完為止。堆焊層應留 2～3mm的加工余量。堆焊好的錘桿應立即送入加熱爐內，在500～530℃回火4～5h，出爐空 冷，以消除焊接應力。
堆焊后的錘桿，經使用證明，從未發生任何異常現象，使用效果好。
2 錘桿燕尾槽磨損的堆焊修復
某廠材質為45鋼的750kg空氣錘，經長期使用后，由于偏載及錘頭錘桿間的配合不當等原因 ，使錘桿燕尾槽處嚴重磨損（圖2a）。采用如下工藝修復錘桿燕尾。（1）用酸清理堆焊部位的鐵銹，用火焰燒去油污，將錘桿平放，用氧乙炔火焰在堆焊部位和 附近100mm范圍內進行局部預熱，預熱溫度為200～250℃，注意使預熱區域的溫度均勻。
（2）選用5.0mm的J506焊條，焊時直流反接，順著槽的方向分兩段由下而上多層堆焊， 焊接順序如圖2b所示。焊完1～4面將錘桿翻過來焊5～8面，zui后用J422焊條蓋面以便于加工 。1、2、5、6面一定要采用橫焊法，多層堆焊，堆焊工作一次完成，施焊過程中整體溫度不 得超過150℃。堆焊尺寸是否達到要求，可用燕尾槽標準尺寸樣板來檢驗。
（3）用氧乙炔火焰將堆焊區局部加熱至500～550℃，將錘桿豎起，埋入烘干后的石灰中，緩 冷至室溫。
3 錘桿燕尾破斷的堆焊修復錘桿的材質相當于45Cr。若將破斷的燕尾塊焊到原處或直接將破斷區填滿熔敷金屬，則焊接 工作量太大且焊接質量不易保證。現采用將錘頭上提50mm，重開燕尾槽（圖3）再堆 焊缺位的方法修復錘桿。這樣 整個錘桿比原來短50mm，對使用影響不大。缺位的堆焊工藝為：
（1）對堆焊表面全部進行了加工打磨，消除銳角和油污；堆焊前對堆焊部位進行探傷，確認 無任何裂紋存在；預熱溫度大于300℃。
（2）先用A132焊條焊過渡層，并用引弧板防止火口裂紋；再用J857焊條在過渡層上堆焊，要 求交錯、分散施焊，注意間隔，消除死角；層間溫度嚴格控制在300℃左右。A132焊條焊前 經150℃、1～2h的焙烘，J857焊條焊前經350～400℃、2h的焙烘，堆焊工作一次完成。
（3）堆焊部位焊后應保溫緩冷，條件許可應及時進行600～650℃的消除應力熱處理。
按上述工藝修復的錘桿燕尾加工性能良好，工件已使用了4年，情況仍良好。
4 錘砧砧面的堆焊修復
750kg空氣錘上下砧用45鋼制成，其結構見圖4。錘砧*行整體調質處理，砧面再表面淬火 及回火。經長時間使用后，砧面的*部位產生了較嚴 重的凹坑，可采用堆焊方法對其進行修復。（1）堆焊前用砂輪磨去表面的氧化皮及裂紋等缺陷，將其預熱至300～400℃。堆焊時可放置 在石棉保溫箱內或焦炭爐上，以保持預熱溫度。
（2）選用3.2mm或4.0mm的D337焊條堆焊，焊條在250℃左右焙烘了1～1.5h。盡 量用小電流短弧焊法，焊條略作橫向擺動，焊時直流反接。由于堆焊面積較大，故采用分區 、分層堆焊，應注意將各層之間的引弧、收尾接頭處錯開，各層之間的焊縫可以互成一定的 角度，堆焊層不宜太厚，一般以五層為限，以免產生嚴重裂縫。堆焊時每焊完一層，必須充 分冷卻后再焊另一層，層間溫度控制在300～350℃。堆焊層應留3～4mm的加工余量。
（3）堆焊后將砧放入石棉灰中或爐中緩冷至室溫。緩冷后表面硬度較低，可用硬質合金刀具 進行加工。
（4）為了提高錘砧表面硬度，用氧乙炔火焰將堆焊層和附近表面加熱至850℃以上，立即將其 1／3浸入油中淬火，1min后取出，靠本身的余熱進行回火。經淬火、回火后，砧頭表面硬度 可達HRC45以上。
（5）堆焊層允許存在直徑小于0.5～1mm的個別氣孔和夾渣，對于直徑＞4mm的氣 孔和夾渣，可在熱處理后用A137或A307焊條進行不預熱補焊。
經堆焊后的錘砧可確保繼續使用，如在以后的使用過程中表面再度磨損，可再次進行堆焊修 復。
5 錘砧燕尾磨損的堆焊修復 下砧材質為ZG5CrMn-Mo，焊接碳當量為0.95%，焊接性很差。其堆焊修復工藝為：
（1）堆焊前用鋼絲刷、丙酮等仔細清理堆焊部位，除去銹、油污、氧化渣等污物；在堆焊部 位及附近100～150mm范圍內局部預熱至300～350℃。
（2）選用4mm和5mm的D397焊條堆焊，焊條經250～300℃、2h焙烘。采用直流反 接法。
（3）采用短弧快速施焊，共堆焊四層，堆焊層總高為15mm（考慮機加工余量）。第1層用4mm焊條，焊接速度約2～3mm/s；其余各層用5mm焊條，焊接速度約1.2～2.5mm/s。堆 焊應一次完成，中途不得間斷，除第1層和zui后蓋面層外，其余各層焊縫焊后即用小錘錘擊 ，以減小和松弛焊接應力，但焊縫溫度低于350℃時應停止錘擊。
（4）焊后立即進行整體回火處理，加熱溫度為500～600℃，保溫3h，隨爐冷卻。
堆焊修復的錘砧燕尾無裂紋等缺陷出現，且機加工性能良好。
6 鑄鐵砧座燕尾槽的堆焊修復
某廠一臺C41—750kg空氣錘使用10多年后，砧座燕尾槽尖角處發生崩裂。砧座的材質 為鑄鐵，在劇烈的振動和沖擊條件下工作，工作環境極為惡劣，存在著較大的交變應力。可 采用堆焊方法修復砧座。
（1）先對崩裂處進行清理，用氣割法把崩裂處凹凸面整平，再用手砂輪磨平待焊處。用手電鉆在待焊面上打孔，隔50mm鉆一個，孔深15mm。栽上M12的螺栓（6個螺栓割去頭及多 余部分），如圖6b所示。為了保證砧座的幾何尺寸和防止鐵水焊補時流失，在焊件的周圍用 耐火磚造型。同時為了保證堆焊后的尺寸，用10mm×10mm的扁鋼按83°的幾何形狀用J507焊 條把扁鋼點焊在螺桿上。（2）準備3.2mm的Z248焊條和4mm的J507焊條，烘干備用。
（3）第1層用J507焊條打底，直流正接，然后用3把大號焊槍把堆焊面加熱至400℃左右，以防 焊縫冷卻速度過快。
（4）其余各層用Z248焊條堆焊，直流正接，進行大電流來回不停堆焊，堆焊焊條角度應偏向 鑄鐵件一邊，以防止螺桿和扁鋼熔化。堆焊層高度應留約5mm的加工余量。
（5）焊后立即用3把焊槍把堆焊處加熱至500℃左右，然后使其緩慢冷卻，以防止產生白口及 裂紋。砧座冷卻后用手砂輪將堆焊層修磨至所需幾何尺寸。如圖6c所示。
采用上述堆焊工 藝修復的砧座已投入使用3年多時間，從未發生崩裂等損壞故障。
7 皮帶輪軸孔的堆焊
C41—750型空氣錘皮帶輪（圖7a）材質為灰鑄鐵，使用中軸孔鍵槽拉傷、孔徑處磨損約0.5mm（ 孔徑磨損后約為85.5mm）。對于該皮帶輪的磨損和鍵槽拉傷可進行堆焊修復（堆焊后將 鍵槽開在原位置或成90°的新位置）。（1）用汽油清洗皮帶輪軸孔，然后再用氧乙炔火焰烘烤軸孔，以清除油污雜質。
（2）選用3.2mm的Z408焊條，焊前焊條必須烘干。
（3）堆焊順序為先焊鍵槽，共焊三層，然后依次堆焊整個軸孔，只堆焊一層（圖7b）。每道焊 縫長65mm（軸孔一側的修復長度）、寬約5mm、高約1mm，要求下道焊縫的中心要正對上道焊縫 與基體的熔合線，這樣焊縫表面比較平整。每道焊縫焊完后，需待焊縫溫度降至手摸不燙時 ，再焊下一道焊縫。每道焊后都應迅速錘擊焊縫，以消除焊接應力，并且認真將熔渣清理干 凈。
（4）焊后的皮帶輪軸孔鏜削加工后熔合良好，組織致密，無夾渣、氣孔、裂紋等缺陷。堆焊修復的效果很好。