焊接预保护和修复技术的应用

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1、焊接预保护和修复技术的应用及发展前景浅析王成文太原重型机械集团有限公司技术中心太原030024摘要:论述了焊接预保护和修复技术的基本范畴及其与可持续发展的关系介绍了焊接预保护和修复技术的主要特点通过一些典型零件的焊接预保护和修复技术应用及其成功使用的实例探讨了未来焊接预保护和修复技术的发展前景为企业正常生产合理降低维修成本做出贡献关键词预保护技术焊接修复应用发展0前言在很长的时间里机械加工业仍将以金属结构加工为主体其加工技术不断提高在我国重型机械装备的技术开发和生产应用中采用焊接预保护技术提高产品表面性能和焊接修复金属结构等技术为大型重点

2、工程建设和国民经济发展做出了重大贡献1焊接预保护和修复技术与可持续发展随着功能材料技术性能与生产成本的综合要求金属材料复合制造技术使用的越来越多常用焊接预保护方法主要是指表面堆焊即采用高合金表面堆焊复合强化的设计及工艺发挥高合金金属层的优异性能保护基体材料延长零件使用寿命减少贵重金属消耗降低制造成本实现良好的功能价值比达到人类合理利用资源的最佳效果焊接修复是采用各种焊接技术恢复机械设备及零件的使用性能实现机械设备零件的再生焊接修复具有结合强度高费用低熔敷速度快等特点应用广泛焊接修复技术具有良好的技术经济价值利用了原有金属零件部件以修理局部

3、缺陷恢复整体功能的形式缩短企业停机停产时间具有投入成本低技术复杂等技术经济特点制造金属结构要进行矿产采掘能源开发人力劳动形成大量工业废弃物可持续发展追求技术经济生态环境的综合平衡但地球上矿产储备及生态环境的承受能力有限因此物质的合理使用与再生利用是人类活动经济发展的必然要求因此金属结构焊接预保护和焊接修复技术是人类可持续发展能够使用的技术手段之一2焊接预保护技术在重型机械生产中的应用2.1斗轮式挖掘机铲齿预保护堆焊斗轮式挖掘机是矿山采掘主要设备磨料为矿石煤炭采掘时铲齿磨损十分严重为此采用复合技术制造铲齿基体为20Mn铸件调质处理HB197

4、229采用堆焊焊条EDPCrMoA403Ф4mm及药芯焊丝KY92Ф1.6mm进行堆焊堆焊两层厚度为5mmEDPCrMoA403堆焊层硬度HRC50用于打底堆焊KY92是金属型有缝药芯焊丝采用CO2气体保护焊焊接规范参数I=240260AU=2528V堆焊层硬度HRC55用于堆焊工作面堆焊时铲齿预热100150焊后空冷堆焊层硬度检测为HRC62经过矿山1000小时工业性试验达到产品技术要求已完成铲齿堆焊200件保证采掘工作顺利进行2.2大型水压机柱塞预保护堆焊大型水压机柱塞是水压机工作时的主要传力和移动部件要求柱塞表面具有耐磨耐蚀耐冲击等

5、性能大型水压机柱塞表面强化工艺是在基体材料表面进行马氏体不锈钢堆焊堆焊层硬度要求HRC4275MN大型水压机柱塞的外形尺寸为直径Ф1840mm重达二十余吨由于零件堆焊面积大选用埋弧焊焊丝为H2Cr13Ф4mm并配合碱性烧结焊剂SJ101焊道搭接量为焊道宽度的1/2焊前预热150200进行两层堆焊第一层焊接电流470480A第二层焊接电流540550A焊后后热2502h并缓冷再经4504h消应力退火热处理切削加工并保留厚度3mm的堆焊层堆焊层加工后进行表面着色探伤检查硬度试验结果为HRC44采用预保护堆焊工艺已成功地制造了多台大型水压机柱塞

6、2.3大型精锻机锤头预保护堆焊随着精密锻造技术的发展精锻机锤头表面不仅要有一定的红硬性而且要有一定的耐高温疲劳性能精锻机锤头堆焊采用焊条电弧焊和钨极氩弧焊两种方法焊条电弧焊堆焊过渡层采用GHNi50Ф5mm焊条焊前烘干3502h钨极氩弧焊堆焊工作层采用HGH520Ф8mm镍基合金焊丝由于基材碳当量较高焊前需要预热350后热处理并进行5506h消应力退火处理焊后表面探伤检查不允许产生裂纹未熔合等缺陷精锻机锤头堆焊层硬度为HRC4550采用预保护堆焊工艺已生产多套精锻机锤头最佳时可生产火车轴12000根工作寿命达到进口精锻机锤头的1.5倍实现

7、精锻机锤头制造技术国产化总之通过斗轮式挖掘机铲齿堆焊大型水压机柱塞堆焊大型精锻机锤头堆焊等焊接预保护应用实例及其良好的使用服务说明焊接预保护技术在提高重型机械使用性能方面发挥了重要作用3焊接修复技术在重型机械生产中的应用3.1大型水压机立柱的焊接修复我公司生产的三梁四柱结构水压机有一立柱加工失误造成立柱中部长度约420mm区域直径严重超差2.5mm立柱长度为10900mm直径Ф560mm有较高的形位公差表面粗糙度要求材料为45钢锻件调质处理重量16T出现缺陷时工件仅留有0.300.60mm加工余量在焊接修复中采用CO2气体保护焊MG50Ф

8、1.2mm焊丝利用加工车床动力系统控制焊接速度实现自动焊接立柱水平放置并支撑控制变形采用远红外线加热装置进行局部预热T200层间温度160220焊接规范参数I=300AU=36VV=11cm/