球磨機(jī)筒體端蓋的焊接修復(fù)

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1、球磨機(jī)筒體端蓋的焊接修復(fù)?西安電力機(jī)械廠??柴進(jìn)考?本文由“中國(guó)焊接信息網(wǎng)”版權(quán)所有未經(jīng)許可不得轉(zhuǎn)載摘要：根據(jù)筒體端蓋（鑄鋼件）產(chǎn)生裂紋、夾砂、氣孔等缺陷的原因，提出修復(fù)方案，采用合理的焊接方法進(jìn)行修復(fù)。結(jié)果表明補(bǔ)焊后的熔敷金屬和母材具有同等性能。關(guān)鍵詞：端蓋、裂紋、修復(fù)0前??言鑄鋼件在鑄造生產(chǎn)過(guò)程中由于各種原因，往往會(huì)出現(xiàn)裂紋、夾砂、氣孔等缺陷，給鑄件造成致命的破壞而報(bào)廢。采用補(bǔ)焊的方法可以使之得到修復(fù)，并且能達(dá)到設(shè)備的使用性能要求。進(jìn)出料端蓋是我廠生產(chǎn)的低速筒式鋼球磨機(jī)的主要部件之一。端蓋材質(zhì)為ZG270—500。端蓋在機(jī)械加工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)加工面上有不同程度、不同類型的鑄造缺

2、陷，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品質(zhì)量。本文根據(jù)缺陷類別和缺陷性質(zhì)，采取了焊接的修復(fù)措施，經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明，通過(guò)補(bǔ)焊修復(fù)，可以使端蓋滿足設(shè)計(jì)和使用要求。?1????????缺陷部位和種類端蓋鑄造毛胚加工時(shí)發(fā)現(xiàn)在加工面上有不同程度的缺陷，缺陷部位主要集中在軸頸部位，見(jiàn)圖1球磨機(jī)端蓋示意圖。經(jīng)過(guò)專職檢驗(yàn)員檢查并進(jìn)行認(rèn)真的統(tǒng)計(jì)，將缺陷情況列入表1。缺陷名稱缺陷部位修復(fù)措施數(shù)量裂紋軸頸處清理裂紋補(bǔ)焊5件氣孔、砂眼軸頸處清理缺陷補(bǔ)焊10件尺寸超差軸頸開(kāi)擋尺寸超差將下止口車完后重焊一個(gè)環(huán)帶1件氣孔、砂眼小口內(nèi)則車掉缺陷重焊一個(gè)鑄件加強(qiáng)圈1件表1??零件缺陷表對(duì)于在軸頸處發(fā)現(xiàn)的裂紋、氣孔、砂眼，由于其數(shù)量多且修復(fù)

3、后的熔整金屬要達(dá)到與母材同樣的性能。因此，要必須確定合理的修復(fù)方案。??2????????討論分析由于端蓋的軸頸部位產(chǎn)生的鑄造缺陷，給產(chǎn)品的安裝和使用帶來(lái)了嚴(yán)重的問(wèn)題。前幾年由于工藝技術(shù)、設(shè)備等各種原因被判定為不合格品而無(wú)法修復(fù)。本論文針對(duì)端蓋的缺陷情況，采取相應(yīng)的措施，編制合理的修復(fù)工藝方案。2.1可焊性分析根據(jù)端蓋的材質(zhì)ZG270—500，其化學(xué)成分和機(jī)械性能見(jiàn)表2。從其焊接性可知，焊接性能良好。只是由于端蓋體積大，軸頸上缺陷較多，補(bǔ)焊后其熔敷金屬應(yīng)與母材應(yīng)具有同等性能。因此，端蓋在補(bǔ)焊過(guò)程中必須采取焊前預(yù)熱，焊后消除焊接殘余應(yīng)力等方面的措施。表2端蓋化學(xué)成分和機(jī)械性能CMn

4、SiSPsbss<0.4<0.9<0.5<0.04<0.04>500>2702.2t8/5和預(yù)熱溫度的確定據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)資料介紹，對(duì)于鑄鋼ZG270-500不產(chǎn)生冷裂紋的冷卻時(shí)間t8/5下限時(shí)間為10s?？紤]到實(shí)際預(yù)熱溫度的偏差、焊件厚度、導(dǎo)熱能力、拘束度以及在焊接過(guò)程中防止出現(xiàn)裂紋等因素，應(yīng)將t8/5提高到21s。由于端蓋的體積大，壁厚達(dá)到100mm，焊接時(shí)的剛性大，焊接過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生很大的焊接應(yīng)力，因而焊接前預(yù)熱縮小溫差以減少焊接應(yīng)力是很必要的。根據(jù)預(yù)熱溫度經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式T0=（C-0.12）+0.4d???????（1）式中T0——預(yù)熱溫度，°C?????C——材料中的碳含量，%?

5、???d——端蓋軸徑部位的壁厚，mm端蓋化學(xué)成分中C=0.4%，壁厚d=100mm，代入公式（1）中計(jì)算得T0=194°C?？紤]到端蓋采用局部預(yù)熱，因此取T0=250°C2.3焊接材料的選擇鑄鋼件補(bǔ)焊區(qū)及熱影響區(qū)的組織及性能在很大程度上取決于焊接材料。為了保證焊縫的力學(xué)性能與母材的性能相匹配，焊縫熔敷金屬的強(qiáng)度求與母材的強(qiáng)度基本上等強(qiáng)，但為了防止焊縫有較大的熱裂傾向，焊縫含碳量應(yīng)比母材稍低一些。因此采用手工電弧焊工藝方法，焊接材料選用φ4mm，E5015的堿性焊條。2.4焊接工藝參數(shù)的確定：對(duì)于手工電弧焊來(lái)說(shuō)，焊接工藝參數(shù)主要為焊接電流、焊接電壓、焊接速度的確定。根據(jù)前西德鋼鐵學(xué)

6、會(huì)1979年公布有鋼鐵材料技術(shù)指導(dǎo)文件進(jìn)行計(jì)算，假設(shè)埋弧焊執(zhí)效率η=1，則在三維傳導(dǎo)條件下有????????（2）式中：??—800~500oC的冷卻時(shí)間（s）；η——焊接方法中相對(duì)于埋弧焊的相對(duì)熱效率。E——線能量（J/cm），T0——施焊時(shí)的預(yù)熱溫度oC，F(xiàn)3——焊縫形狀系數(shù)。相對(duì)熱效率為：埋弧焊η=1，????????堿性焊條手工焊η=0.8鈦型焊條手工焊η=0.9，???????????CO2氣體保護(hù)焊η=0.85焊縫形狀系數(shù)?F3??的取值見(jiàn)表3：?表3焊縫形狀系數(shù)F3堆焊????1.0U形及X形坡口蓋面焊縫0.9~1U形及X形坡口處的中間焊道0.8~1.角焊縫的貼角焊

7、縫???0.67本次端蓋焊接修復(fù)過(guò)程中，取η=0.8，F(xiàn)3=0.9，T0=250oC，??=21s，代入上述公式（2）后求得E=24538J/cm，眾所周知：???????????????????????（3）對(duì)于Φ4焊條U=28~32v，取U=28v；I=140~170A，取I=150A，代入公式（3），則焊接速度v=14.1cm/min所以，本次球磨機(jī)筒體端蓋（ZG270—500）的手工焊接工藝參數(shù)為：U=28~32v，I=140~170A，v=14.1cm/min。3???