回转窑小齿轮的补焊修复

郝文静，郭采凤

回转窑小齿轮的补焊修复

Repair Welding of Pinion for Rotary Kilns

郝文静，郭采凤

1 前言

回转窑中小齿轮材质为35CrNi3Mo，锻件，重量为2000多公斤，因加工后轮齿超差，不能达到设计要求，故需进行补焊修复。

2 焊接性分析

35CrNi3Mo属于低合金高强钢,有很高的强度韧性及淬透性和抗过热稳定性,有回火脆性倾向,焊接性较差，焊后易产生裂纹。因回转窑小齿轮已加工完成，也已进行了调质，故焊后不能再调质处理。焊后要求等强且有抗裂性能，为了防止应力集中，要严格保持低氢状态，所以需制定合理的焊接工艺方案，以避免裂纹的产生，并要进行焊后回火处理。

3 焊接工艺方案的确定

3.1 焊接方法

采用焊条电弧焊

3.2 焊接材料

除要求不产生冷热裂纹外，还应遵循等强度原则。经过对小齿轮锻件机械性能的分析得知，其抗拉强度为600MPa，而A507抗拉强度为610MPa，选择抗裂性能好的铬镍基奥氏体不锈钢焊条A507焊条作为焊接材料，并控制焊缝的扩散氢含量，则能满足要求。

3.3 焊接参数

为减少热输入量，我们选择小的焊接工艺参数，使用A507焊材，直径2.5mm，直流反接，焊接电流60～80A，电弧电压16～18V。

3.4 焊前预热

为了防止出现焊接裂纹，采用较高的预热温度，考虑现场的实际情况，将预热温度定为250～300℃。

3.5 焊接设备

使用焊条电弧焊机ZX5-400B，并且要直流反接。

3.6 热处理规范的确定

在焊后不进行调质处理的前提下,为避免裂纹需进行焊后回火处理,但热处理温度必须比母材原始淬火后的回火温度低50℃左右,否则焊接接头及母材非焊接热影响区可能软化，产生韧性降低现象。由于母材淬火后回火的温度为630℃，故确定补焊后热处理回火的温度为550～600℃，这样去应力才充分。

4 焊接工艺的实施

4.1 焊前准备

焊前焊条需要经250℃左右烘焙1h，烘干后将焊条放入保温箱中保温待用。

4.2 焊前清理

将需要施焊的部位进行清理，去除油污、水分、灰尘和氧化膜等杂质，清理好后要及时施焊，否则需重新清理。

4.3 焊前预热

用氧气乙炔焰对焊件进行预热，预热温度为250～300℃，预热温度用远红外测温仪测量。

4.4 焊接实施

在引弧板上引弧，电弧不要过长，电弧过长易产生热裂纹，所以要采取短弧焊接，弧长一般为2～3mm，堆焊层附近做防止飞溅处理,各齿补焊处要交替进行，以控制焊接变形，清除焊渣，层间快速冷却。焊后立即作550～600℃的回火处理。

4.5 焊后热处理工艺曲线

焊后热处理工艺曲线见图1。每小时升温不大于50℃，升至550～600℃，保温8h，冷却时每小时降温不得大于100℃，200℃以下可出炉。

4.6 焊后检查

进行超声波探伤检查，没有发现裂纹等焊接缺陷，并符合设计要求的GB/T6420中3级的规定。

5 结语

通过以上工艺过程的实施，成功地对小齿轮进行了补焊处理，得出结论如下：采用焊条电弧焊接，并进行焊前预热，选择合理的焊接规范及焊接实施工艺，焊后立即进行热处理，通过探伤检查，补焊质量良好，达到了预期的效果，通过实际运行，一切正常。

[1]成大先.机械设计手册[M].北京：化学工业出版社.

[2]杜国华.实用工程材料焊接手册[M].北京：机械工业出版社.

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赵 莲