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第三章零件的修复工艺
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第三章零件的修复工艺
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○一一年第二十期
Magnificent Writing
武天弓，国土资源部张家口高级技工学校。
作者简介：大型轴类零件的修复方法
（国土资源部张家口高级技工学校，河北张家口075000）
本文针对大型轴类零件修理过程中遇到的问题，以及修复方法提出以下几点建议，以供大家参考。［关键词］
大型轴类零件；修复方法
在机械设备的修理过程中，大型轴类零件由于轴径较大产生弯曲变形的较少，时常会发生的是因轴承损坏或安装不正确
导致轴类零件轴承位磨损的现象，而轴的其他部位却完好无损、尚有一定的利用价值。换置新轴，由于轴较大会相对增加修理成本，且造成不必要的浪费。有时由于没有配件还会延长修理工期，甚至致使设备的闲置。故在此情况下，根据实际生产情况对轴承位进行修复，保证了设备的正常使用。笔者对轴承位的修复主要采取了三种方法：轴承位喷涂修复法、轴承位补焊修复法和轴承位红装镶套修复法。
1、轴承位喷涂修复法
此方法适用于轴承位磨损轻微（磨损量小且形位公差尚符合要求），但已无法保证轴承内圈与轴承位的配合要求，磨损量一般在0.2mm 以内的情况。
修理方法和步骤如下：
1.1擦拭轴承位表面，清除油渍、毛刺等。
1.2检测轴承位的变形、磨损情况。只是尺寸因磨损变小的，可直接转入喷涂工序修复；如果是轴承位已产生轻微的椎度，则应先对轴承位进行车削加工，消除其形位误差再转入喷涂工序修复。对轴承位形位公差已超差的在喷涂前进行误差消除是很有必要的，因为喷涂是在原有机面上进行的，喷涂修复的只是尺寸，但不能修复形位误差。
1.3酸洗轴承位表面，对轴承位进行喷涂处理，修复其尺寸精度。
1.4当喷涂后的尺寸超出了公差要求，应对其进行磨削加工，以保证轴承位与轴承的良好配合。
在这里还应指出的是，喷涂层厚度在满足要求的情况下一定要尽可能薄一些，喷涂层过厚有时会出现喷涂层在力的作用下局部脱落的现象。
2、轴承位补焊修复法
此方法适用于轴承位磨损不是很严重，磨损量不超过1~2mm的情况。
修理方法和步骤如下：
2.1将轴承位用汽油清洗干净并晾干，有锈的要将铁锈彻底清除掉，防止在堆焊时产生焊接缺陷。
2.2根据与轴承位配合的轴承确定轴承位原有尺寸及公差。2.3修复该轴头两侧的中心孔。
2.4用E5016（J506）或E5015（J507）焊条在轴头磨损部位进行堆焊。堆焊时应采用对称焊法对轴承位表面分成的4等分对称施焊，防止因焊接而产生变形。两条焊道之间接合要紧密，后一焊道要熔化掉前一焊道的1/2~2/3，堆焊厚度以堆焊完成后，超出轴承位原尺寸2~3mm为宜。补焊后被焊接处要自然冷却，不
得强制冷却。强制冷却会增加补焊部位的硬度和应力，会造成下一步机加工的困难。
2.5车削或先车削后磨削加工轴承位，恢复其原有的形位和尺寸公差。
3、轴承位红装镶套修复法
此方法适用于轴承位磨损严重，磨损量超过2mm 的情况。同时要注意的是，此修复方法是要将轴承位加工小后再在该位置上安装镶套，故要特别考虑轴承位的强度和刚性。因此一般只有当轴承位直径大于40mm 时，才使用轴承位红装镶套法修复，以保证修复后轴的综合机械性能不减弱。
修理方法和步骤如下：
3.1将轴承位用汽油清洗干净并晾干，有锈的要将铁锈彻底清除掉。
3.2检测、确定轴与镶套内孔的尺寸和过盈量。
过盈量可根据下列公式计算：
—轴、孔间的过盈量，mm ；d —轴和孔的工程直径，mm 。
对于镶套的壁厚，一般至少应大于轴承位原有尺寸的2~3mm。
应注意在确定车削轴承位的尺寸时应根据实际情况，留有足够的余量。因为轴承位在车削或磨削后，如轴承位直径过小，使轴的强度降低过于严重，会导致轴无法使用。
3.3加工轴承位和镶套，镶套的材料应选用45号钢或是40Cr 。
3.4根据镶套的大小选用HG38、HG52、HG62过热汽缸油，将过热汽缸油倒入容器中加热，镶套放入油中随油一起加热，加热至所需300℃左右后，即可将镶套取出与轴套合。也可由火焰直接加热，加热到温度后即可使镶套与轴套合。套合前要将准备工作做好，在套合的过程中，动作一定要快，避免出现镶套尚未装到位置便因收缩而紧箍在轴上。
3.5待轴与镶套完全在空气中冷却后，采用车削或先车削后
磨削加工轴承位，恢复其原有的形位和尺寸公差。笔者经过多次的实验证明，使用以上三种方法修复轴承位的磨损与变形，简便易行，既可保证了修复后的轴类零件的正常使用又能节约一定的修理费用，完全适用于此类零件的修复。该方法在生产实践中得到了良好的应用。
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寻找更多 ""修复锻模型腔的堆焊工艺1． 锻模材质： 5CrNiMo, 5CrMnMo, H12, H13 等 2． 焊材： 科迈特药芯焊丝型号 F40FC-G F45FC-G F63FC-G F65FC-G F580FC-G F581FC-G 保护气体：氩气和二氧化碳混合气体 科迈特电焊条型号 F40E F45E F63E F65E F580E F581E3． 初步评估： 先用肉眼检查缺陷。 对肉眼看不到的地方采用无损探伤方式检查。 要测试型腔内外壁的 硬度，并记录下来。 4． 焊前准备： 采用高速铣，碳弧气刨或打磨方法，去除所有裂缝，塌陷和劳损表面。如果裂缝过深， 超过型腔修复区，则应按照模块基材修补的办法将裂缝修补好。 5． 焊前清理： 堆焊部位必须清理干净，无锈蚀，油污等。 6． 焊前检查： 检查上面初步评估出的缺陷是否全部清除。 7． 预热和堆焊期间的温度控制： 将整个模块预热到摄氏 427 度（H12 和 H13 须预热到 482 度） 。升温速度每小时不超过 93 度。按模块厚度每英寸加热一小时的速度加热。 在堆焊整个过程中，模具温度要始终保持在 343 度和 482 度之间。模具要用隔热材料 盖住，只露出模具的堆焊部位，以防热量散失。 堆焊结束后，再保温几小时，以便模块各部位温度均匀化。然后缓慢冷却到 93 度以下， 再回火。缓冷速度每小时不超过 37 度。 8． 堆焊： F580FC-G 和 F580E 适合焊 1/2 英寸到一英寸（25.4 毫米）深的浅型腔。 F581FC-G 和 F581E 适合焊 1/2 英寸到二英寸深的型腔。 F40, F63, F65 型号的焊丝和焊条适合焊 1/2 到 3 英寸深的型腔，或更深的型腔。 对较深的型腔建议采用复合焊接。对每一层焊道在其为暗红色时要锤打，以减少收缩 应力。如堆焊层过厚，应采用中间回火热处理。但中间回火温度不能超过最终回火温 度。9． 锤打： 对每道焊层都要彻底锤打。 要用带圆钝端头的风镐状专用锤打工具锤打。 不能用去氧化 铁皮的钢丝刷代替专用工具锤打。 10．硬度测试： 在初步评估阶段要对模块内外侧的几个部位进行硬度测试。 记录下硬度数值并确定其是 否在可接受的范围之内。如果型腔过软，焊接前可能需要一次热处理。这些硬度数值将 成为决定焊后回火温度的一个因素。 如果只焊接型腔，在焊后热处理之前和之后，既要检查焊接金属的硬度，也要检查几个 部位基材的硬度， 以确定其硬度是否在可接受的范围内。 根据金属稀释程度和回火温度 F65 型焊材可提供 40 到 50 洛氏硬度。 11．焊后热处理： 根据硬度要求， 按我们提供的回火曲线图选择回火温度。 要确定回火后焊层的硬度在可 接受的范围内。在选好的温度内对堆焊部位进行回火（2 小时 / 1 英寸厚） 。加热速度 不超过 93 度/小时。回火后在炉内缓慢冷却，或在常温下冷却到 93 度以下。 12．最终检查： 用肉眼检查整个焊区有无裂纹。如需要，可采用磁粉，超声或染色渗透等检测方法辅助 肉眼检查。如有裂缝存在，请参看上面第 4 章。
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　　单齿辊堆焊-单齿辊堆焊修复-单齿辊堆焊工艺
　　一、单齿辊堆焊前准备
　　为了保证良好的堆焊修复效果，应当进行下列焊前准备工作。
　　1、焊前清理
　　焊前需对零件进行打磨，去除零件表面的油污、铁锈、水分等杂质，直至露出金属光泽为止。如果堆焊部位还存有原有堆焊层，必须用气刨将原有堆焊层打掉，露出齿冠基体，方可在其表面堆焊。
　　2、工装准备
　　为保证焊接质量，便于操作，需制作专用工装，使焊接位置尽量保持在平焊位置施焊。
　　二、单齿辊焊机选用
　　单齿辊堆焊设备选用气保焊机，焊机应具备以下要求：
　　1、焊接电流可输出矩形脉冲波形，达到喷射过渡，易于全位置焊接。
　　2、对电网电压波动具有自动补偿功能。
　　3、设有过压、欠压、过流、过热等自动保护功能。
　　4、根据电缆长度自动补偿，确保不同电缆长度均有良好的焊接性能。
　　三、单齿辊焊接材料选择
　　1、焊接材料注意事项
　　由于耐磨焊丝在焊接速度、焊后成型、熔敷损耗率等多方面相比传统的耐磨焊条具有优势，目前，绝大多数单齿辊生产和维修企业已全面使用耐磨焊丝。在选择单齿辊堆焊耐磨焊丝时，应注意以下几点。
　　(1)硬度
　　耐磨焊丝的硬度大小，代表其耐磨性能的高低。一般来说，硬度值越大，耐磨性能越强。对于单齿辊的堆焊修复，必须保证耐磨焊丝的硬度>55 HRC。
　　(2)耐高温
　　单齿辊的特殊工况，决定了堆焊时使用的耐磨焊丝必须具有较强的耐高温性能。普通高铬及高铬铸铁类焊接材料，在500℃以上高温时，其热稳定性和硬度剧烈下降，不建议使用。钴、镍两种合金元素都能提高合金材料的耐高温能力，建议选用含有钴或镍合金元素的焊接材料。
　　(3)裂纹
　　当堆焊层的硬度>55时，裂纹很难避免。正常的裂纹是焊后应力释放的结果，属于正常现象，不会影响堆焊层的耐磨效果。但需要注意宽度达到1mm的大裂纹，交叉裂纹以及贯穿堆焊层到达单齿辊基体的裂纹。
　　2、焊接材料型号推荐
　　北京固本kb998耐磨焊丝。该型号的耐磨焊丝在基体中加入镍合金，填充了碳化钨粒子，非常适用高温工作环境，高可承受900℃工作温度，硬度60-63 HRC。
　　四、单齿辊堆焊工艺及参数
　　除了合理地选择焊机和焊接材料外，正确的堆焊工艺也是单齿辊破碎机堆焊和修复的重要因素。
　　1、焊前预热
　　焊前焊件需进行整体预热，预热温度应≥150℃。预热过程中，可采用数字式红外线测温仪测量温度。为减小焊接应力，防止冷裂纹的产生，在堆焊过程中要保持层间温度不得低于预热温度。
　　2、焊接参数
　　焊接电流220~280A、焊接电压22~28V、保护气体为纯二氧化碳或纯氩气、保护气体量20L/min、焊丝伸出长度15~20mm、焊接速度35cm/min、焊枪倾角80度、电流类型为直接反流。
　　3、堆焊流程
　　(1)堆焊前将辊轴两端架设在两个滚轮上，以便于焊接每一排辊齿，每焊完一排，转动辊轴再焊接下一排，直至焊完。
　　(2)对辊轴辊齿进行焊接，可用2-4台焊机同时进行。堆焊时沿辊齿宽度方向由上而下依次进行，直至达到要求。正反面焊完后，再焊两个侧面，侧面的堆焊厚度为4~6mm。
　　(3)辊齿焊完之后，可在辊轴表面薄薄地焊一层耐磨层(3~4mm)，以保护主轴，提高其耐磨性。
　　(4)堆焊时，为防止焊丝中的合金成分烧损，焊接弧长应尽可能短些，焊丝摆动范围应限制在焊丝直径的3~4倍。
　　4、焊后保温
　　焊后要及时保温，随时用石棉被盖住整个焊层，使之保温并缓慢冷却至室温。保温时间不得低于48h(冬季施焊须较长时间)，要充分做到堆焊部位的缓冷。
　　注：此堆焊工艺及参数由北京固本科技有限公司制定和发布，仅适用于北京固本KB998耐磨焊丝。使用其他耐磨焊接材料时，文档内容仅供参考。
欢迎来到北京固本科技有限公司网站，我公司位于拥有6项高级遗产，拥有文化遗产项目数多的城市，一座有着三千余年建城历史、八百六十余年建都史的历史文化名城，拥有众多历史名胜古迹和人文景观的中国“八大古都”之一 —北京。 具体地址是北京市海淀区北京市海淀区中关村南大街9号理工科技大厦910，联系人是刘经理。
联系电话是010 ,联系手机是,主要经营北京固本科技有限公司致力于耐磨金属材料的研发、生产和销售。公司产品线包括耐磨焊丝、堆焊焊丝、堆焊耐磨钢板、电弧喷涂丝材、3D打印金属粉末等具有耐 磨性和防腐性的金属材料。公司以耐磨金属材料产品为核心，同时提供耐磨堆焊、耐磨喷涂、3D金属打印等技术服务，长期引进吸收国外先进技术和跟踪学科前沿 动态，致力于为生产制造型企业提供专业的工业磨损解决方案。。
单位注册资金单位注册资金人民币 250 - 500 万元。
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