球磨机端盖铸钢大件的冷焊修复新工艺
球磨机简体铸钢端盖裂纹的处理方法
条重新烘干次数不能超过 １ 次。
２ ． 选用 Ｃ Ｏ ： 气体保护焊时
选用焊丝牌号 Ｙ Ｃ Ｊ ５ ０ １ — １ （ Ｇ Ｂ ８ ５ ０ １ Ｔ 一 １ ） ， 选 用 焊 丝直 径 １ ． ２
端盖的裂纹处渗透 出来 ， 并带有一些细小的矿浆颗粒 。
四、 处 理 方 案
用碳弧气刨进行清理 ， 但清理前需对修复部位预热 ， 预热温度 ≥ １ ０ ０℃， 并开出适当焊道坡 口， 斜度 １ ０ 。 ～ １ ５ 。 ， 深度 ８ ０ － １ ０ ０ ｍｍ。 裂纹清除后 ， 需对清理表面做探伤检查 ， 无线性显示 。 焊接前需要 对需修复的部位进行局部预热 ， 温度要求＞ １ ５ ０
在 日常 的计划设备点检过程 中，发现球磨机端盖处有小片 积料 ， 经过仔 细查看后发现 ２条 ４ ０ ０ ～ ６ ０ ０ ｍ ｍ的裂纹 ， 如图 １ 所 示。 这样的问题主要是端盖在铸造的过程中出现 了缺陷 ， 厂家没 能及时的发现处理。 碱液具有很强的渗透性 ， 尽管有端衬板 的保
护， 但是在钢球撞击下人仍会受到力的作用 ， 时间长了缺陷 的地 方必然会发变化 ，这时液碱也会通过端衬板与端衬板 的间隙从
梁建 军
（ 柞 水同兴 轧钢有 限公 司 陕西商洛 ）
摘要
在轧钢 厂拨钢 系统的作 用是把 经过飞 剪剪切后 的钢从 受钢槽 （ 跑槽 ） 中拔 出， 进入 摔 直板进行 自行校 直 ， 以达到产 品
一
种 方 法 是 选 用 手 工
电弧焊 ； 第二种方法是
铸造常见缺陷的修补技术PPT课件
2）焊补时 ① 焊条直径可按待焊处壁厚进行选用。 ② 根据焊条直径、焊条类型、待焊铸件的壁厚等选择适当的电流。 ③ 用非石墨型焊条冷焊时，通常采取“小电流、短路、断续、分散焊” 。 ④ 用特制铸铁芯焊条冷焊时一般采取“大电流、连续、集中式操作”。 ⑤ 焊补厚壁件时可用多层堆焊的方法。 ⑥ 当焊件的材质较差、且焊缝强度高时，可用栽丝法。 ⑦ 当焊补有裂纹倾向缺陷时，可采用热态锤击法
3）焊补时注意事项 ① 难焊的铸件应在室内进行，以防风吹，最好将铸 件放置在炉旁，有助于提高整个铸件的温度。 ② 焊前若将需焊铸件局部或整体预热至100~200℃时， 则更能改善焊补区的加工性能。
（2）电弧半热焊补 电弧半热焊补常用钢芯石墨化型铸铁焊条。 常用于焊补非加工面上的各类缺陷。 1）焊补前 ① 缺陷的清理和加工与电弧冷焊基本相同。 ② 待焊的缺陷部分通常加热到400℃左右。 2）焊补时 ① 半热焊用的电流比冷焊用的电流要稍大。 ② 半热焊通常采取“连续堆焊” 的方法。 ③ 电弧通常采用长弧，但不宜太长，以免药皮中大量石墨化元素烧损；也 不宜太短，否则药皮不能充分熔化。
其修补方法是在缺陷处钻孔、精铰，采用过盈配合压入与铸件同质材料加 工的塞子，然后(分直流与交流)、软电缆、焊钳、焊条、地线夹、 面罩、清理工具等。 ２. 操作步骤 （1）正确选择焊补设备、辅具、焊条及个人防护用具。 （2）根据焊条直径、焊条类型、待焊铸件的壁厚等选择 适当的电流。 （3）对焊补铸件缺陷周围进行必要的处理。
三、浸渍填补
浸渍填补是解决铸件渗漏问题的新技术，是将胶状的浸渗剂渗入铸件的 孔隙中使其硬化，与铸件孔隙内壁连成一体，达到堵漏的目的。
1. 浸渗剂 目前常用的浸渗剂有水玻璃型、合成树脂型和厌氧型三种。 2. 渗补工艺 渗补工艺因铸件结构、生产类型、浸渗剂种类、铸件缺陷位置及状态的 不同而不同。
大型铸造件CO2气体保护焊焊接修复
大型铸造件CO2气体保护焊焊接修复
何全红;史学军
【期刊名称】《低碳世界》
【年(卷),期】2015(000)034
【摘要】本文通过对MTZ-N3258筒式钢球磨机端盖开裂采用CO2气体保护焊焊接修复技术,其材料为ZG350,直径为3.74m大型铸造件.研究推广气体保护在大型铸造件的应用,为此我们考虑采用熔化极气体保护焊进行修复,结果表明:采用熔化极气体保护焊进行修复技术,节约费用,又缩短检修工期,减少劳动强度,药芯CO2气体保护焊具有电弧稳定、飞溅小、焊缝成型好、致密性高和焊缝性能良好等优点.【总页数】2页(P171-172)
【作者】何全红;史学军
【作者单位】酒钢集团能源中心,甘肃嘉峪关735100;酒钢集团能源中心,甘肃嘉峪关735100
【正文语种】中文
【中图分类】TG444
【相关文献】
1.轴平行四点对称焊接法在45#钢中大型轴件焊接中的焊接修复工艺 [J], 谭爱江
2.大型锤头的CO2气体保护焊修复 [J], 黄家鸿;李维惠
3.CO2气体保护焊在大型结构件焊接中的应用 [J], 焦兆承
4.实芯焊丝CO2气体保护焊焊接参数选择对焊接质量的影响 [J], 陈广涛
5.敬请关注中国铸造协会大型公益活动——中国国际铸造件采购洽谈会 [J],
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球磨机焊接修复端盖裂纹的一例
球磨机焊接修复端盖裂纹的一例某发电厂3号机组锅炉为原苏联生产的THE22l/C系列HE670/140型锅炉，配有2台7T[BM370/850型钢球磨煤机。
磨煤机的出人口端盖和大罐焊为一体，如图l所示。
端盖直径为3500mm，端盖中部带有空心轴，简体用两端的空心轴支撑在2个下端为球面支撑面的大瓦上，大罐空心轴外径2000mm，球面瓦宽700mm,端盖内壁衬有波浪形钢瓦，端盖与轴瓦之间用M45x230mm螺栓连接。
端盖最大厚度为120mm，材质为ZG35。
某次该炉的4l号磨煤机停运时发现人口端盖空心轴根部的圆周方向螺孔与螺孔之间产生裂纹，裂纹总长度约2.8m，占空心轴根部圆周长度的40％。
为了防止裂纹继续扩展，导致空心轴根部断裂而损坏磨煤机，该厂决定在现场不拆卸端盖进行端盖裂纹的焊接修复。
进行焊接修复时，拆下钢瓦后发现人口端盖的内外壁已裂透，内壁裂纹长约1.8m.(1)该球磨机端盖为ZG35中碳钢铸件，结构庞大(直径3500mm厚度120mm)，拘束度大，淬硬倾向高，易产生冷裂纹。
(2)端盖与大罐焊为一体，属动载结构。
要求焊接修复区域不仅有足够的静载强度而且要具有一定的抗低周疲劳性能，以满足端盖动载荷的要求。
(3)端盖为转动部件，焊接时必须防止发生轴向串动和径向振动，并应严格控制焊接修复后的焊接变形量。
对于大型铸钢部件裂纹的修复，传统的加工坡口方法是采用碳弧气刨消除裂纹和开制坡口，用该方法加工的坡口渗碳层厚度较大，给坡口的打磨工作带来很大困难，同时碳当量的提高使焊接性能降低，这样既降低了生产效率，又影响端盖裂纹焊接修复质量川。
因此，本次焊接修复工作采用G0l—300型专业氧—乙炔气刨(以下简称专用气刨)代替碳弧气刨刨除裂纹和开制坡口。
这样可以减少氧化渣量，避免渗碳层的出现，省略了打磨工序和焊前端盖预热工序，大大提高了生产效率。
为了降低端盖裂纹焊接修复后的变形量，应采用XStu形坡口，如图2所示。
采用多层多道焊和分段跳焊法，焊后用专用气动风铲跟踪锤击焊缝，进行热处理并且在热态下低速转动球磨机。
机床导轨、铸件、铸造缺陷的修补方法
一般开 . 形坡口 未穿透的裂纹
! / #)0 1 ()0 ! 2 3%%
壁薄时开 ’ 形坡口 " / ( 1 !%% 穿透性裂纹 （裂 纹处 壁 厚 小 于 3)%%） # / + 1 4%% 壁厚时开带钝边 . 形坡口
! / #)0 1 ()0 ! 2 3%% " / ( 1 !%%， # / + 1 4%%
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必须对铸件缺陷部位进行适当清理， 以使焊补 &$ 铸件缺陷部位的清理 焊补以前， 易于操作， 并保证焊补部位的质量。补前清理包括： 去除铸件表面粘砂、 氧化皮、 油污等， 同时还要进行缺陷部位的开坡口工作。 铸件缺陷部位的坡口形状， 应根据缺陷的性质和铸件特点来决定。如图 ’ ( % 所示， 坡口应使焊补部分向外扩张， 即上大下小， 同时去除缺陷表面的氧化物或杂质， 坡深至露 出完好的金属为止。 为保证焊补金属与母体金属很好熔接和防止裂纹， 坡口底部及转角不允许存在尖角。 同时为防止开坡口或焊接时裂纹的进一步扩展， 在开坡口前应在裂纹末端或距离裂纹末 端 ) * &"++ 处钻孔， 孔径为 ) * ,++， 深度超过裂纹 ! * %++， 如图 ’ ( ’。铸钢件裂纹类缺
第二节
一、 概 述
焊
补
焊补是修复铸件缺陷最常用的方法之一。如果焊补工艺正确， 即可使焊补部位获得 与铸件本体相同或相似的组织和性能， 并满足铸件的技术性能要求。 铸件焊补经常遇到的困难在于， 因焊接过程的快热、 急冷以及受热不均匀而产生较大 的焊接应力， 引起铸件变形和裂纹， 造成过硬的组织， 或出现气孔， 熔敷金属与母材不易熔 合等。为克服这些困难问题， 应做好焊补前的准备工作， 并要掌握正确的焊补操作要点。 现简单分述如下。
球墨铸铁铸造缺陷的冷焊方法
３ 焊前 准 备
３ １ 铸 件 退 火 ．
无 论采 用 何种 方法 焊 补 ， 焊前 铸 件都 必 须进 行
去 应 力 退 火 ３ ２ 玻 口加 工 ．
电弧焊 、 合气 体保 护焊等 中手工 电弧焊方法 较 混 其
成 熟 ， 选 的 焊 接 材 料 有 Ｚ ０ 、 ４ ８ Ｚ ３ 、 ｌ ６ 所 ３８ Ｚ ０ 、 ４８ Ｚ ｌ 、 Ｊ Ｏ 等 ， 体 保 护 焊 则 多 采 用 Ｈ０ Ｍｎ ＳＡ 焊 丝 ５７ 气 ８ ２ｉ 采 用 Ｎ【 焊 条 （ ３ ８ Ｚ ０ 、 ４ ８等 ） 焊 缝 抗 裂 性 基 Ｚ ０ 、 ４８ Ｚ ３ 的
维普资讯
现 场 经 验
文 章 一 号 ｝０ ７６ ３ （０ ２ ０ ０ ５啦 １０ —０ ４ ２ ０ ）１０ ４ 一
球 墨 铸 铁 铸 造 缺 陷 的冷 焊 方 法
罗洪 涛 王 雁 冰 杨 新 军 ， ，
（． 连 机 车 车 辆 厂 工 艺 处 ． 宁 大 连 １ ６ ２ ； 盘 锦 锅 炉 压 力 容 器 检 验 所 ， 宁 盘 锦 １ ４ ０ ） １大 辽 １０ ２２ 辽 ２ ＇ － ０ ０
中 图分 类 号 Ｇ２ ５ Ｔ ５ ｌ Ｔ ５ ： Ｇ４ ７ ２ 文献 标 识 码 ： Ｂ
１ 问题 的提 出
大连机 车 车辆厂柴 油机 机体 的铸焊结构 正逐 步 被球 墨铸铁 结构 所取代 铸造 过程 中难免存 在气孔 、 裂纹 等缺 陷 ， 铸铁件缺 陷采用 热焊 焊补 ， 动强度 对 劳 大， 生产 成本 高 ， 不能 用 于加 工后 铸铁 件 的焊 补 且 而冷 焊 法在 焊前 不需 进 行 高温 预热 ， 利 于提 高生 有 产效 率 ， 低生 产 成本 ， 降 改善 劳动 条 件 一且 适于 加 ， 工后 铸铁 件 的焊 补 ， 有 利 于铸 造机 体 的焊 修挽 废 更 工作 。 大连机车 车辆 厂针对 铸铁件 的较 大缺陷 ， 合 结 生产 实 际 ， 究 了一 种生 产 成本 较 低 ， 率 较高 ， 研 效 实 用效果 较好 的冷焊 方法 。 传统 的球 墨铸铁 焊补方 法很 多 ， 包括 气焊 、 手工
大型磨煤机端盖的铸造和热处理工艺
大型磨煤机端盖的铸造和热处理工艺摘要：在大型火力发电厂中，火力发电设备中需要借助磨煤机的运用，对块状煤进行磨粉处理后，在送入到锅炉内，以此来提高煤炭资源的利用率，进而为提升火力发电厂的综合效益奠定基础。
而为了进一步解决磨煤机端盖中采用球墨铸铁材料容易产生疏松与裂纹的问题，本文以？4m×9m大型磨煤机为例，对磨煤机端盖的铸造与热处理工艺中所常见的问题进行了剖析，在此基础上提出了解决对策，以供参考。
关键词：大型磨煤机端盖；铸造；热处理工艺；研究前言：传统磨煤机端盖采用的是墨球铸铁材料，其性能接近与钢的性能，强度、塑性以及韧性较高，但也存在一定的缺陷，即球墨铸铁本身的含碳量较高，在出现疏松等问题后难于进行补焊，进而不仅会影响到进度，同时也加大了投入量。
而在生产4m×9m大型磨煤机的过程中，则采用了zg270-500材料，能够很好弥补了这一缺陷。
而对端盖的设计而言，提出了较高的要求，需要实现铸造与热处理工艺的完美结合。
1、大型磨煤机端盖的铸造工艺分析对于端盖轴颈拐弯处需要在进行粗加工之后，对整圈进行百分之百的射线探伤检查，只有在这一结果满足astm se-280iv级标准，才能够确认为合格产品。
一旦存在超标问题，则就需要焊补工作，然后再次进行射线探伤检查。
而为了确保端盖铸件满足设计要求，避免进行二次射线探伤检查，或是将所存在的缺陷问题缩至最小，则需要在工艺措施上进行优化与完善。
具体而言，主要可采用如下工艺措施：1.1在化学成分的选择上当对端盖铸件配方进行选择的过程中，若想确保端盖的机械性能达标，将所铸造的第一件端盖作为样品进行试验，将碳含量定位在0.36%，而铸造后经检查相应机械性能良好，但是，因碳含量过高，使得端盖的焊接性能随之被弱化，且以射线探伤检查方式进行检验时，发现存在三处超标缺陷，对缺陷处进行焊补后，能够将存在的缺陷进行有效处理，但却引发了新的裂纹问题。
由此就意味着需要实现对碳含量的合理控制，最终将碳含量的取值范围控制在0.31%到0.32%之间。
球墨铸铁的焊接
电弧冷焊
装置运行
铸铁部件发生裂纹如不修复只能由厂家 重新铸造，时间长、费用高，设备停运，不 能备用，给装置的安稳运转带来极大影响， 由于铸铁焊接，可迅速解决设备存在的问题 和隐患，确保设备在最短时间内投入使用， 确保装置的安稳运转。
苯酐装置P103高压锅炉给水泵在检修时 发现壳体上由于长周期运行，因疲劳而引起 的裂纹。通过电弧冷焊修复的泵壳，修磨后 着色探伤未发现裂纹，装配使用未发现问题。 裂解装置GT104A透平轴承箱下部与托架螺 栓连接部位断裂，焊接后，使用正常。
三
可在各种空间位置进行补焊，故对各种设 备的修复更为适宜
铸铁的焊接或补焊时的困难有：
焊接区容易产生白口组织
容易开裂或剥落
容易产生气孔
会发现“不粘铁”、“发糠”等 现象
由于铸铁的 强度低、塑性差， 焊接时组织变化 大，热应力分布 不均匀，因而铸 铁的焊接性能是 很差的。
被焊铸件的
焊
被焊铸件的 状况 ：
施焊过程中如发现焊接缺陷应立即清除并重新焊接施焊过程中如发现焊接缺陷应立即清除并重新焊接用氧乙炔火焰对施焊处及其附近部位局部加热用氧乙炔火焰对施焊处及其附近部位局部加热到300350保持35分钟用石棉布或保温面覆盖进行缓冷至室温分钟用石棉布或保温面覆盖进行缓冷至室温焊接过程用此方法修复的泵壳修磨后着色探伤未发现裂纹装用此方法修复的泵壳修磨后着色探伤未发现裂纹装修复结果
素
焊前准备：
待修机泵
打磨V型破口
清理
提高整体温度
为防止裂纹，预热温度为80℃~100℃
焊接工艺：
焊接材料：铸408焊条
焊前准备：
焊接参数φ3.2mm铸408焊 条，电流100-110安
焊接工艺：
铸钢件的CO2气体保护堆焊修复
铸钢件的CO2气体保护堆焊修复铸钢件堆焊修复是生产中不可缺少的工艺方法，过去都是采用手工电弧焊的方法进行堆焊修复，工作量大。
为了改善劳动条件，提高经济效益，采用CO2气体保护堆焊修复可获得良好的效果，特别是大型铸钢件，效益更加明显。
某厂650电机座材质为ZG230-450 铸钢，质量1.7t 最大壁厚处为 84㎜形状复杂。
制造浇注时出现长度420㎜、宽度250㎜、深60㎜的夹砂缺陷。
通过堆焊方法修复的工艺措施如下。
1．焊接修复工艺采用CO2气体保护堆焊修复，焊接电源为NBC-400 型CO2气体保护焊机。
采用立向堆焊工艺，选用直径1.2㎜的H08Mn SiA 焊丝，共堆焊68 层。
焊接修复的工艺步骤如下：①用碳弧气刨或氧乙炔割炬修正铸钢件缺陷边缘，清除残存的夹砂层，并用扁铲铲去氧化渣砂瘤。
②采用多层多道焊工艺，堆焊底层时，当发现有夹砂混入熔池时，应及时将夹砂清除出熔池。
注意对焊接熔池的保护，防止喷嘴过热和堵塞③CO2气体保护焊的焊渣很薄，层间不必清渣，但应注意焊道之间的熔合情况，防止层间夹渣。
④堆焊盖面层时，焊接工艺参数不宜过大，焊枪不作横向摆动，焊道不宜过厚或过宽，注意气体对焊缝的保护和防止焊缝组织过热。
⑤凡有棱角处军营堆焊出棱角，放置在其后的机械加工后无棱角而重新补焊。
堆焊修复上述铸钢缺陷时消耗焊丝20公斤，CO2气体3瓶，所需工时（包括辅助工时）为8 小时2．修复效果手工电弧焊时，为防止层间夹渣，必须层层清渣，辅助劳动量大，工作条件差。
CO2气体保护焊不需清渣，可连续施焊，大大减少了辅助时间，降低了劳动强度。
手工电弧焊为防止夹渣，对操作者的技术水平要求较高。
而CO2气体保护焊的熔渣很少，熔池便于观察，焊缝成型容易控制，对操作者的技术水平要求不高。
堆焊修复同样大小的铸钢缺陷，CO2气体保护焊所用的焊丝为手弧焊的1/1.75，工时为手弧焊的1/6 ，可节电60%左右，提高了功效，降低了材料消耗。
铸件焊补工艺规程
铸件焊补工艺规程1 范围本标准规定了泵用灰铸铁件、球墨铸铁件、铸钢件、抗磨白口铸铁件、抗蚀白口铸铁件、铸铜件的焊补工艺、焊后处理、焊条及焊后检查。
本标准适用于图样或其它技术文件中对焊补无特殊规定或特殊要求的泵用灰铸铁件、球墨铸铁件和铸钢件。
2 焊补许可条件2.1铸件需要焊补时，应取得质量管理和技术人员的同意。
2.2需要焊补的铸件许可条件应符合图样及定货合同的有关规定。
3焊补方法3.1气焊法气焊法是把氧气和乙炔作为热源和母体熔化的焊接方法。
焊后应进行消除应力的退火处理，或采用振动时效等有效消除应力的处理方法消除应力。
适用范围：铸件出现铸造缺陷时，在焊补前或焊补后能够采用有效措施，可进行消除应力的热处理或退火处理，能够防止变形和不影响铸件最终加工精度的情况下，可采用气焊。
3.2电弧焊法电弧焊法是采用焊条的电焊方法。
这种方法分为冷焊和热焊两种。
适用范围：一般铸件在非加工部位而且承受压力或强度要求不高的部位，或加工过程中及精加工后发现缺陷，由于不能采取有效的焊补后热处理措施，在断定能够确保使用功能不会因局部受热产生的变形或应力变形而影响质量、精度的情况下，可采用电弧冷焊，但由于焊后容易产生硬化，不要用于焊后再加工的表面。
当材质受热容易产生裂纹时，可采用电弧热焊。
3.3其他方法对于其它的焊补方法，只要焊接牢固，能保证铸件焊补质量，满足产品的使用功能，允许采用。
4、灰铁、球铁铸件焊补工艺4.1气焊4.1.1焊前准备a）用扁铲、凿子、砂轮或其它方法将铸件缺陷内的杂物清理干净，对符合SBB122、SBB137、图样及定货合同有关规定的裂纹、冷隔必须焊补时，应开V形、U形或X坡口，对延伸性裂纹的端部应钻截止孔（直径4~8mm）；b）为了提高焊补部位的熔合性和防止焊接边界激冷以及焊接后的热变形，焊接前应进行预热，预热温度为200～700℃，小件可进行整体预热。
局部预热时，预热范围一般为焊补部位的20倍左右；c）应选用与母体化学成分基本一致的焊丝；灰铸铁件和球墨铸铁件无特殊要求的情况下可选用表1的铸铁气焊丝。
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球磨机端盖铸钢大件的冷焊修复新工艺
摘要:大型中碳钢(35﹟)铸件裂纹的修复改变以往焊接工艺,采用特种铬镍302不锈焊条,先用Φ2.5mm的焊条堆焊过渡层,后用Φ4.0mm的焊条填充、盖面,既提高焊接质量、简化了修补工艺,把将要报废的球磨机端盖恢复运行,又减少了生产上的经济损失。
关键词:中碳钢;大型铸件;冷焊工艺;补焊;过渡层;小段焊;钉锤敲击
前言
我区一热电厂3#球磨机入口端盖材质为35#铸钢,该端盖直径约2500mm,厚76 mm,内孔直径约1000 mm。
在一次球磨机的检修过程中发现离端盖圆心300 mm处产生一条3000 mm长的圆弧形穿透性裂纹,使这个端盖面临报废的境地,发现问题后拟采用新工艺对其进行补焊修复。
35﹟钢属中碳钢,铸件中碳钢的焊接性能远比低碳钢差得多,其在焊接过程中主要存在的问题有:
(1)容易在焊缝中产生气孔及热裂纹:尤其是第一层焊接时,焊缝中母材的熔入比很大,其含碳量越高,产生气孔的可能性越大,产生热裂纹的敏感性越强。
从铁——碳合金相图可知,铁碳合金的凝固过程是在一个温度区内进行,由于中碳钢含碳量较高,因而其凝固区间也增大,偏析现象也随之增大,在熔融金属凝固收缩力的作用下易沿晶界处开裂,导致产生热裂纹的倾向大大增加。
(2)热影响区易产生冷裂纹:中碳钢在焊接时,热影响区容易产生塑性很低的淬硬组织,含碳量愈高淬硬倾向愈大。
由于该球磨机端盖厚度大且体积也较大,会造成很大的刚性作用,因此在焊接时其热影晌区更易产生冷裂纹。
针对中碳钢在焊接时存在的问题,若焊接材料是采用以往工艺中的低氢型碱性焊条,那么相应的就要采取对该焊件进行焊前预热和焊后热处理工艺措施,使劳动强度增大及修复工期延长;同时由于该球磨机端盖厚度及体积大,不易拆装,因此散热肯定快,导致预热和焊后热理的效果很难达到焊接工艺的要求,也就是不能确保焊接接头获得良好的机械性能,使补焊成功率大大降低,导致了修复的次数增多。
在这种特殊情况下,为适应该铸钢焊件的焊接要求,针对现场的实际情况决定采用铬镍302不锈钢焊条对该裂纹进行补焊。
这是基于使用铬镍不锈钢焊条进行焊接焊前可以不预热也不会产生近缝区裂纹,焊后也不需进行热处理的理念。
具体制定的补焊方案为:
1焊前准备
首先用合适的千斤顶把整个球磨机顶起,使端盖尽量减少外力和自身重力的作用。
将裂纹部位彻底擦洗干净,并经磁粉检测后确定该裂纹的起点和终点,在距裂纹的起点和终点5～10mm处用磁吸钻钻一个Φ10～15mm的止裂圆孔,以防止在补焊过程中裂纹继续开裂。
用碳弧气刨在端盖沿裂纹方向正反两面开深度约37mm、宽约30mm左右的双U型坡口。
在实践中我们发现使用碳弧气刨时一定要掌握好该工艺的特点,防止产生夹碳、粘渣、铜斑等缺陷。
根据碳弧气刨刨削工艺和焊件的厚度、刚性等特点,需选择适当的碳弧气刨刨削工艺:
①采用直流反接极性,这样刨削过程较稳定且刨槽光滑;
②由于该焊件厚度及截面积大,散热较快,为加快金属熔化速度,用Φ10mm的碳棒和约450安左右的电流较合适;
③刨削速度不能太快,以免造成碳棒与金属相碰,形成所谓的“夹碳”而使刨槽深度减少;
④压缩机空气压力、电弧长度、碳棒倾角、碳棒的伸出长度等尽量依据操作人员的实际操作经验而定,总之就是要刨削出一条符合焊接工艺要求的双面U型刨槽,不能因刨削工艺不当而使焊接时产生新的缺陷。
最后用角向磨光机打磨刨槽,使坡口尽量规则,避免坡口底部存在尖角、轮廓突变及铁刺等,直到整条刨槽露出母材金属光泽。
2具体的焊接方案
确定焊条的直径和电流:打底过渡层用Φ2.5mm的铬镍302不锈焊条,焊接电流为85安,直流反接,使焊件的受热温度较低一些,以利于控制敏化温度;填充盖面层用Φ4mm的铬镍302不锈焊条,焊接电流为140安左右,直流反接。
确定焊速与层数:由于U型坡口深度为37mm,宽度为30mm,因而要进行多层焊接,每层焊缝厚度尽量控制在3mm左右,焊速结合焊工自身的操作技能,采用既保证焊透又确保每层焊缝平整光滑的焊接速度。
关键一点是把将要补焊焊口旋转至横焊位置,这样补焊部位既受上部母材重力作用又受下部千斤顶的顶力作用,使补焊焊口减少拉应力的作用,这样焊口在焊接过程中可尽量避免热裂纹的产生。
具体的操作方法:先在坡口底部两侧面进行小规范的堆焊,堆焊电流要比平常相同的焊接方式少10%左右,然后以堆焊层作为被连接的金属填满中间焊道。
填
中间焊道时,从U型坡口两端点向中间位置分段补焊,每小段约50mm左右,焊完每小段立即用钉锤敲击,待冷却至100℃左右时再焊接下一小段,使焊缝能自由伸缩,减少焊接热应力的产生;小规范的堆焊可减少母材成分的为熔入量,否则会因母材与焊缝金属线膨胀系数的差异,导致根部裂纹的产生,从而增加补焊的难度。
进行第二层焊的时候要能熔透第一层焊缝深度1.5 mm较为合适,并且分段焊的顺序和方向要与第一层的尽量交叉开来,此后第三、第四直至最后一层的焊缝分段焊的顺序和方向也要尽量交叉开来,焊速相对慢些,要注意母材能熔透,避免产生夹渣、未熔合等缺陷,尤其是第一层焊接时,如发现缺陷时要立即铲除后才能重新焊接,收弧时一定要将弧坑填满,防止产生弧坑裂纹。
焊接完毕立即用保温材料将焊缝覆盖起来,使焊缝缓慢冷却,避免焊缝产生淬硬组织,从而使整个焊接接头具有良好的机械性能。
另外,焊接工作完成后要把整个焊缝外表作适当修整,修整至焊缝的中间部分比两侧略高一些、焊波不凹凸、平缓过渡到母材的小圆弧形状。
在焊接时要注意不应当以增加焊缝余高的方法来增加焊缝的承载能力,因余高太大,虽然会使焊缝截面增大,但却使焊接应力集中大大增加,特别是因球磨机是一种受高动载负荷、截面较大的重要部件,余高带来的应力集中对高动载结构的疲劳强度是十分不利的,因此焊接时要适当控制焊缝的余高,以提高焊接接头的抗疲劳能力。
3补焊效果
该热电厂3#球磨机入口端盖穿透性裂纹采取上述焊接工艺措施进行补焊后,很快就投入了正常的监督运行,从而避免了因使用低氢型碱性焊条焊接需要焊前预热及焊后热理所带来的技术难度和高劳动强度,大大缩短了检修工期,为生产赢得了时间。
该球磨机入口端盖穿透性裂纹经补焊至今已有六年多的时间了,在此过程中经常对补焊处进行运行监督及检查,没有发现产生新的裂纹和其他异常情况,整个球磨机运行状况良好,多年的运行实践证明以上铸钢大件裂纹采取的补焊新工艺是切实可行的,在同类材料的补焊工艺中具有参考价值。
4 结语
综上所述,象球磨机入口端盖这类不便拆装、位置较为特殊的裂纹补焊,在制定补焊工艺时一定要从多个方面进行综合考虑:首先要对中碳钢的基础知识有全面的理解,其次要选择合适的焊接材料、焊接设备及焊接工艺,另外是对现场焊件的焊接应力和变形产生的原因要作全面的分析,在焊接过程中根据现场具体情况采取适当的方法,例如把将要补焊焊口旋转至横焊位置,防止、减少焊接应力和变形的产生,从而得到一个理想的焊接修复效果。
参考文献
[1]《金属熔焊原理及工艺》: 机械工业出版社
[2]《焊接结构》:机械工业出版社。