F370密炼机混炼室锁紧斜面现场焊补

邹业（广州市华南橡胶轮胎有限公司，广东 广州 511400）

F370密炼机混炼室锁紧斜面现场焊补

邹业
（广州市华南橡胶轮胎有限公司，广东 广州 511400）

根据进口F370密炼机卸料装置的结构、锁紧斜面与下顶栓配合精度和技术要求，结合锁紧斜面磨损程度的检测结果及在结构母材上堆焊合金金属与下顶栓配合面金属间相互磨擦、挤压的受力特点，把现场施工的实际状况和维修成本进行综合分析，确定混炼室锁紧斜面的堆焊修复工艺方案。通过对F370密炼机混炼室锁紧斜面现场堆焊修复，锁紧斜面与下顶栓配合精度达到设备装配技术要求，设备负荷试车检验满足工艺生产需求。

F370密炼机；锁紧斜面；稀释；堆焊工艺；打磨加工

美国FARREL公司生产的F370密炼机是我公司炼胶加工主要设备，卸料装置位于混炼室下部，其由混炼室锁紧斜面、下顶栓、旋转油缸、锁紧块油缸组成。锁紧斜面是混炼室炼胶防泄漏的密封组件，其结构由前后混炼室和左右侧壁板组成，基体材料为AISS·1018，其工作表面堆焊耐磨合金。由于工作载荷的繁重，经四年多服役后，锁紧斜面前后壁工作表面严重磨损（深度2～3 mm）和变形，（见图1）密封性严重下降，产生漏粉、漏胶现象。直接影响胶料的质量，已不能保证密炼机炼胶的正常生产，急需修复方能继续正常生产，鉴于密炼机是进口大型设备，大修一直是制造厂家修配，其加工 制造维修周期长，维修费用高。为此公司决定利用自身的技术力量，采用现场堆焊方法修复其磨损表面，这样既不用拆吊主机，又缩短维修周期，成本也可以大大降低。

图1　F370密炼机锁紧斜面示意图

1　焊前准备工作

修复磨损的密炼室锁紧斜面，需首先确定磨损的部位（见图2），磨损量及缺陷的深度，然后确定堆焊焊接方法及堆焊接的工艺，最后经锁紧斜面打磨粗加工，及与下顶栓进行磨合修磨而达到使用基本要求，为此制定修复磨损锁紧斜面的工艺流程如下。

图2　锁紧斜面磨损情况

制作锁紧斜面检测样板→现场焊接修磨操作平台→锁紧斜面工作表面缺陷检测打磨处理→堆焊焊补磨损锁紧斜面工作表面→锁紧斜面堆焊处打磨加工→检测。

1.1锁紧斜面检测样板制作

锁紧斜面检测样板制作目的：一是为了观察和确定锁紧斜面工作表面磨损的位置及磨损量的大小；二是为焊后用角向砂轮机打磨堆焊表面作样板使用。样板的制作方法是，采用3～6 mm厚钢板，按照下顶栓与锁紧斜面配合的几何尺寸加工制作而成，并设置定位中心轨道（见图3）。

图3　检测样板示意图

1.2堆焊操作平台的准备

关闭下顶栓，从侧壁板上孔插入下顶栓防下落销钉，油压系统卸压，打开下溜槽下部的检修入孔在下溜槽中、上部与锁紧斜合适操作的位置搭刷操作平台和上下挂梯，拆除锁紧油缸的锁紧块上部槽钢，便于通风与传递工具。

1.3锁紧斜面表面磨损量检测和变形处的加工

对锁紧斜面表面磨损处进行渗透探伤检验，以确定锁紧斜面表面有否疲劳裂纹程度和其它缺陷，对斜面表面的点蚀全部削除，并露出金属光泽为止。用样板和塞尺测量出锁紧斜面各截面的磨损量来要堆焊的厚度。

2　焊接工艺的确定

考虑该锁紧斜面工作负荷和工作状态，选定合理的焊接工艺对焊后产品质量影响和使用寿命至关重要，堆焊焊接材料选用不当，就直接导致堆焊层表面强度、韧性硬度等机械性能达不到使用技术要求。堆焊层焊接顺序不合理，就会产生较大的应力和变形，引起混炼室表面耐磨合金的开裂和变形，严重会造成混炼室耐磨合金剥离，为此应采用适应现场焊接方法、焊接材料和焊接工艺。

2.1焊接材料和焊接方法的选用

锁紧斜面与下顶栓相互运动磨损属常温下金属与金属之间磨擦磨损，并不需要较高硬度和耐磨性。由于是密封件，要求堆焊金属有较好的抗裂性和可切削加工性。选用E309-16（A302）焊条进行堆焊能满足设备使用要求。锁紧斜面堆焊的面积较大，焊接位置处于仰坡焊位，又是处于现场，故以手工电弧焊方法进行堆焊。

2.2可焊性分析

通过F370随机技术资料，核定混炼室母材用材为AlSl·1018钢种，其化学成分见表1。

表1　AlSl·1018钢化学成分

此钢种属于美国优质碳素钢。用A302不锈钢焊条堆焊属异种钢焊接，其可焊性为：

（1）焊缝金属的稀释

母材金属对焊缝金属有稀释作用，使焊缝金属合金元素减少，恶化焊缝质量可能引起裂纹。通过不锈钢组织图分析，用A302不锈钢焊条堆焊，只要把母材金属的熔合比控制在30%以下，能得到坑裂性能较好的奥氏体+铁素体双相组织。

（2）堆焊接头的应力状态特点及应变

由于焊缝金属的线膨胀系数，热导率和化学成分等有较大的差异，因此堆焊接头便会产生很大的热应力，特别当变化速度较快时，由热应力引起堆焊接头开裂熔合区容易产生脆性层。另从锁紧斜面截面结构形状看，它呈一定角度且与混炼室钨基耐磨合金层形成锐角，在焊接应力作用极易产生变形和钨基合金层的开裂。

2.3堆焊工艺

（1）焊接工艺参数

焊接工艺参数为，焊条直径Φ3.2 mm，焊接电流为90～100 A直流，焊接速度140 mm/min。

（2）焊接顺序

由于大面积堆焊可能产生焊件变形，因此采用合理正确的堆焊顺序，即分段、分区、跳跃、逆向的堆焊焊接顺序见图4，先跳跃逆向焊完60～80 mm区堆，直到焊到需要厚度，最后再堆焊间隙10～20 mm区域。

2.4施焊要点

（1） 焊条焊前经150 ℃烘培1 h，烘干后放入保温简内随用随取；

图4　焊接顺序示意图

（2） 所堆焊道厚度控制在≤3 mm以下，快速焊接，控制熔合比；

（3）焊接时注意堆焊缝与母材间的熔合情况，还要注意堆焊焊道间的溶合情况，以防止产生未焊透和未熔合缺陷；

（4）为防止母材受热过大和不均匀，应开启混炼室冷却循环水，避免产生焊件变形引起焊炼室耐磨合金开裂；

（5）每区堆焊焊道焊完应清渣干净，以免在焊间隙焊道时产生夹渣缺陷；

（6）现场环境恶劣，堆焊工作任务大，要做好安全、防火和通风工作，采用多名焊工轮流焊接。

3　打磨加工

锁紧斜面加工表面堆焊后（见图5），用角向砂轮机将堆焊处进行粗打磨，同时，用检测样板和塞尺来修正打磨加工的尺寸值。打磨至各截面尺寸接近锁紧斜面几何尺寸时，在锁紧斜面工作表面上涂上红丹粉油，开启下顶栓配合修磨（见图6），以保证锁紧斜面与下顶栓配合面达到25×25 mm2内，至少6～8个显示点的要求。

4　检验与结果

（1）在前后锁紧斜面左、中、右处放置铅 丝，合闭下顶栓，再打开，取出压扁的铅丝用千分尺测量，各铅丝平均差值≤0.03 mm；

（2）锁紧斜面与下顶栓配合面达到25×25 mm2内，有6～8个显示点；

（3）负荷试车没见漏粉和渗胶现象。

图5　堆焊完锁紧斜面

图6　与下顶栓配合修磨

5　结语

（1）采用以上焊接工艺现场修复好锁紧斜面，达到生产使用要求，经过二年多设备运行后跟踪观察和测量，锁紧斜面磨损和变形不大，在正常使用范围内，没发现漏粉和渗胶现象。

（2）现场堆焊修复混炼室锁紧斜面磨损表面的方法，既不用拆吊主机，又缩短维修周期，设备出力率显著提高，综合成本至少节约100万元左右。

［1］ 刘云龙. 焊工技师手册. 机械工艺出版社出版发行，2002.

［2］ 余燕，吴祖乾. 焊接材料选用手册. 上海科学技术文献出版社出版.

［3］ 林慧国，林钢，吴静雯. 袖珍世界钢号手册. 机械工艺出版社出版.

Site welding of F370 mixer mixing chamber locking ramp

Site welding of F370 mixer mixing chamber locking ramp

Zou Ye
(Guangzhou Huanan Rubber Tire Co., Ltd., Guangzhou, Guangdong, China)

Based on the structure of imported F370 mixer discharger, fitting accuracy and technicalrequirements of locking ramp and lower ram, combined with test results of locking ramp wearness, and mutual friction and squeezing mechanical characteristics between surfacing alloy on the base material and metal on the lower ram, this paper analyzes the actual situation and maintenance costs of on-site construction, determines surfacing repair process scheme of mixing chamber locking ramp. After the site surfacing of F370 mixer mixing chamber locking ramp, the fi tting accuracy of locking ramp and lower ram reaches the technical requirements, and equipment load test meets production needs.

F370 mixer; locking ramps; dilution; surfacing process; polishing process

TQ330.4

1009-797X（2015）17-0035-03

B DOI：10.13520/j.cnki.rpte.2015.17.009

邹业（1966-），男，焊接技师，现任职于广州华南橡胶轮胎有限公司，主要从事设备大修和焊接维护工作。

2015-05-25