球磨机筒体端盖的焊接修复

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1、球磨机筒体端盖的焊接修复 西安电力机械厂  柴进考 本文由“中国焊接信息网”版权所有未经许可不得转载摘要：根据筒体端盖（铸钢件）产生裂纹、夹砂、气孔等缺陷的原因，提出修复方案，采用合理的焊接方法进行修复。结果表明补焊后的熔敷金属和母材具有同等性能。关键词：端盖、裂纹、修复0前  言铸钢件在铸造生产过程中由于各种原因，往往会出现裂纹、夹砂、气孔等缺陷，给铸件造成致命的破坏而报废。采用补焊的方法可以使之得到修复，并且能达到设备的使用性能要求。进出料端盖是我厂生产的低速筒式钢球磨机的主要部件之一。端盖材质为ZG270—500。端盖在机械加工过程中发现加工面上有不同程度、不同类型的铸造缺

2、陷，严重影响了产品质量。本文根据缺陷类别和缺陷性质，采取了焊接的修复措施，经过实践证明，通过补焊修复，可以使端盖满足设计和使用要求。 1        缺陷部位和种类端盖铸造毛胚加工时发现在加工面上有不同程度的缺陷，缺陷部位主要集中在轴颈部位，见图1球磨机端盖示意图。经过专职检验员检查并进行认真的统计，将缺陷情况列入表1。缺陷名称缺陷部位修复措施数量裂纹轴颈处清理裂纹补焊5件气孔、砂眼轴颈处清理缺陷补焊10件尺寸超差轴颈开挡尺寸超差将下止口车完后重焊一个环带1件气孔、砂眼小口内则车掉缺陷重焊一个铸件加强圈1件表1  零件缺陷表对于在轴颈处发现的裂纹、气孔、砂眼，由于其数量多且修复

3、后的熔整金属要达到与母材同样的性能。因此，要必须确定合理的修复方案。  2        讨论分析由于端盖的轴颈部位产生的铸造缺陷，给产品的安装和使用带来了严重的问题。前几年由于工艺技术、设备等各种原因被判定为不合格品而无法修复。本论文针对端盖的缺陷情况，采取相应的措施，编制合理的修复工艺方案。2.1可焊性分析根据端盖的材质ZG270—500，其化学成分和机械性能见表2。从其焊接性可知，焊接性能良好。只是由于端盖体积大，轴颈上缺陷较多，补焊后其熔敷金属应与母材应具有同等性能。因此，端盖在补焊过程中必须采取焊前预热，焊后消除焊接残余应力等方面的措施。表2端盖化学成分和机械性能CMn

4、SiSPsbss<0.4<0.9<0.5<0.04<0.04>500>2702.2t8/5和预热温度的确定据有关文献资料介绍，对于铸钢ZG270-500不产生冷裂纹的冷却时间t8/5下限时间为10s。考虑到实际预热温度的偏差、焊件厚度、导热能力、拘束度以及在焊接过程中防止出现裂纹等因素，应将t8/5提高到21s。由于端盖的体积大，壁厚达到100mm，焊接时的刚性大，焊接过程中会产生很大的焊接应力，因而焊接前预热缩小温差以减少焊接应力是很必要的。根据预热温度经验计算公式T0=（C-0.12）+0.4d       （1）式中T0——预热温度，°C     C——材料中的碳含量，% 

5、   d——端盖轴径部位的壁厚，mm端盖化学成分中C=0.4%，壁厚d=100mm，代入公式（1）中计算得T0=194°C。考虑到端盖采用局部预热，因此取T0=250°C2.3焊接材料的选择铸钢件补焊区及热影响区的组织及性能在很大程度上取决于焊接材料。为了保证焊缝的力学性能与母材的性能相匹配，焊缝熔敷金属的强度求与母材的强度基本上等强，但为了防止焊缝有较大的热裂倾向，焊缝含碳量应比母材稍低一些。因此采用手工电弧焊工艺方法，焊接材料选用φ4mm，E5015的碱性焊条。2.4焊接工艺参数的确定：对于手工电弧焊来说，焊接工艺参数主要为焊接电流、焊接电压、焊接速度的确定。根据前西德钢铁学

6、会1979年公布有钢铁材料技术指导文件进行计算，假设埋弧焊执效率η=1，则在三维传导条件下有        （2）式中：  —800~500ºC的冷却时间（s）；η——焊接方法中相对于埋弧焊的相对热效率。E——线能量（J/cm），T0——施焊时的预热温度ºC，F3——焊缝形状系数。相对热效率为：埋弧焊η=1，        碱性焊条手工焊η=0.8钛型焊条手工焊η=0.9，           CO2气体保护焊η=0.85焊缝形状系数 F3  的取值见表3： 表3焊缝形状系数F3堆焊    1.0U形及X形坡口盖面焊缝0.9~1U形及X形坡口处的中间焊道0.8~1.角焊缝的贴角焊

7、缝   0.67本次端盖焊接修复过程中，取η=0.8，F3=0.9，T0=250ºC，  =21s，代入上述公式（2）后求得E=24538J/cm，众所周知：                       （3）对于Φ4焊条U=28~32v，取U=28v；I=140~170A，取I=150A，代入公式（3），则焊接速度v=14.1cm/min所以，本次球磨机筒体端盖（ZG270—500）的手工焊接工艺参数为：U=28~32v，I=140~170A，v=14.1cm/min。3