快速修复油压机滑动横梁的一种方法

尚现亮

【摘 要】设备的灰铸铁部件断裂焊接开缝一直是个困扰人心的技术难题，本文通过对一台100吨四柱油压机活动横梁断裂修复进行技术总结，找到了一种经济实用的焊接修复方法，对同类问题有一定的借鉴意义。

【关键词】滑动横梁；灰铸铁；铁铜焊条；焊接修复

0.概述

公司机械厂有一台二十世纪七十年代中期沈阳某厂出产的100吨四柱油压机，五月份发生故障，导致滑动横梁断裂为四部分，设备无法正常使用。当时该厂正在为一批紧急出口产品加班加点赶交货期，该台设备上使用的是本次产品专用模具，在另一台400吨油压机上无法使用，实际情况也无法安排外协加工。联系设备厂家，称此种型号设备早已停产，库房无配件，若需加工配件可将图纸传真过去，厂家可安排制作专用模具进行制作横梁铸件，整件加工完成并运送到厂预计时间两个月，资金约4万元。若新购一台同性能设备，从申请购买到安装调试正式使用，最快需时间25-30天，资金50余万元。为了按时供货，保持良好的厂家信誉，我们组织技术人员攻克难关，自制铁铜焊条，焊接修复了油压机滑动横梁，取得了很好的经济效益，对同类问题有一定的借鉴意义。

1.修复方案确定及分析

1.1滑动横梁受损情况。

该部件材料为灰铸铁，长х宽х高为800х500х280mm，重约400Kg，四角各有一个Φ120mm通孔，空腔多筋板，整体呈现X形贯穿裂纹，将滑动横梁裂分为四块，总裂纹长度达2400mm多。整个部件已无法使用，除非换新或焊接修复。

1.2可焊性分析。

该部件为灰铸铁材料，焊接性能不良，一般使用铸铁焊条进行焊接修复后极易出现焊接裂纹。因此对焊接裂纹的控制成功与否是本次修复的关键。一般对较大铸件的焊接方法有两种，分为热焊法和冷焊法。采用热焊法则要求将整个焊接件加热至600℃～750℃，连续对部件裂纹处施焊，焊完毕后继续保持加热时温度约5～8小时，以保证焊接应力得到最大程度消除，之后缓冷至室温。此方法优点是焊接变形小，焊接应力消除及时，焊缝处不易出现热裂纹，焊接质量较好。缺点是需专门大型加热炉或临时加热炉，温度不易控制，焊件搬运不易，施工人员冒高温进行作业，危险性较大，对有位置精度要求且不易入炉加热的部件，此种方法显然有其局限性。冷焊法则简单一些，不需要专门设备，不需要连续施焊，可在现场直接对部件焊接，也可将部件运至焊接场地焊接。优点是焊接工艺过程简单，施工条件好，时间短，成本低，安全性较好，特别是在现场直接焊接，对保持部件的位置精度效果非常好。缺点是焊接质量不高、焊缝易出现热裂纹。

综合考虑采用冷焊法在现场进行修复比较适合工厂实际，但在控制焊接热裂纹上需另想办法解决。

1.3修复加固的分析。

由于该部件结构复杂，内腔空间多，筋板多且薄，四角的四个导向孔和中心模具安装孔有较高的位置精度要求，仅靠焊接表层的几条焊缝强度无法保证100吨工作压力载荷。决定在滑动横梁两端面上各加焊一块厚16mm的加强版，将裂开的四部分连为整体，提高了横梁强度，保证生产用载荷。经反复对比，在满足工作要求的前提下，Q235普通钢板具有良好的韧性和焊接性能，而灰铸铁板则韧性较差且焊接易出现裂纹，若能解决钢板和灰铸铁不同材料的焊接问题，宜选取Q235普通钢板作为加强版。

1.4铁铜焊条制作。

国内已有用自制铁铜焊条修复机床断腿成功的先例，仅是用自制铁铜焊条将断件与母体焊接修复。将普通钢板与灰铸铁焊接一体的想法能否通过自制铁铜焊条成功实现呢？铜熔点比铸铁低，熔化速度快，可使铸铁中的碳、硅元素减少，有效防止裂纹和白口组织及减少焊缝中的冷硬组织和杂物，铜良好的延展性弥补了铸铁和低碳钢之间的热缩比，对阻碍裂纹效果明显。为了找到对焊接质量最好的铁铜焊条，对J422、J506、J420、A102、Ni308，直径为Φ2mm、Φ3.2mm、Φ4mm的焊条，壁厚0.3mm、0.5mm、0.8mm、1mm、1.2mm的紫铜管（没有紫铜管的可用紫铜皮手工卷制）分别进行配比，用交流弧焊机对同样的灰铸铁和Q235钢板进行焊接试验，最终选出J422（Φ3.2mm）焊条和壁厚1mm紫铜管配比作为本次焊接修复只用。为保证焊接效果，将按上述方法自制的足量铁铜焊条放烘箱，在75℃～150℃烘干8小时，焊接时直接取用。

2.施焊前的准备

2.1将该设备及周围清理干净，用标志绳四周围成封闭区域，设置安全标识牌，现场设一人担任总指挥，统一协调作业，无关人员撤离。

2.2将滑动横梁断裂的四部分恢复原位并用尼龙收紧带固定，设备空载下往复运行四到五个行程，观察滑动横梁在导向柱上移动自如时，再次收紧收缩带，手动将横梁轻落至下止点位置，用三个辅助支撑仔细将滑动横梁支撑平稳。

2.3用角磨机在横梁裂缝处打焊接坡口，坡口宽20mm深度至裂缝处为宜，清除表面油污和氧化层后，用丙酮将所打坡口全部清洗干净。两块加强版周边及两孔倒大角，以利焊接。

2.4在滑动横梁各裂缝终端（最边处）打Φ6mm止裂孔。此孔可有效防止裂缝的延伸和再次开裂。

2.5准备氧气乙炔瓶各一个，BX1-500型交流弧焊机一台，二氧化碳灭火器两个，其它需用工具。

3.焊接修复

3.1先用一废灰铸铁件施焊，试调到合适电流，用氧气乙炔火焰将滑动横梁需焊坡口段加热至300℃左右。

3.2用铁铜焊条按1、2、3层次进行焊接，每次焊接15mm-20mm长息弧，间隔15mm-20mm再次焊接，交叉进行。焊缝呈暗红色时迅速用尖嘴锤敲击，清净熔渣。每焊完一层缝，仔细检查有无裂纹、夹渣、砂眼等缺陷，若有立即用角磨机除去，重新焊补。

3.3滑动横梁上焊缝全部焊完后，最后将各止裂孔焊实。

3.4将加强版与滑动横梁正面贴实到位后，用铁铜焊条大电流施焊底层，焊缝暗红色时清净熔渣，每次息弧后，用锤击打连接处钢板边缘，并使焊缝缓冷至室温。

3.5全部完工后，用角磨机将所有焊接表面毛刺打光，刷防锈漆。

通过以上方案施焊作业，该厂仅用三天就将滑动横梁焊接修复完毕，经空车及满负荷运行，均满足使用要求。该设备立即投入正常生产，确保了按时供货，挽回了该厂信誉。

4.综合评价

本次焊接修复所用焊条、紫铜管及加强板等材料费用总计1200余元，比等用厂家备件节约资金近4万元，节约时间近2个月，保证了该厂供货信誉，社会效益显著。设备修复至今，一直使用良好，焊缝未见裂纹。实践证明，这是了一种经济实用的焊接修复方法，对同类问题有一定的借鉴意义。 [科]