刘俊生

（天津职业技术师范大学附属高级技校，300222）

　　【摘　要】煤炭市场减速机使用不断加大，而轴承座损坏较多。如更换，配套设备要全部拆解，费工费时、耽误生产。但采用焊条电弧焊补焊技术，即节约了成本，还能保证质量、不影响生产。本文主要讲述了补焊减速机壳体轴承座的工艺方法，重点介绍了材料的性能以及操作时应注意的事项，对今后生产中相似问题的解决提供了很好的借鉴经验。

　　【关键词】焊接性；焊接裂纹；预热；热应力
　　随着煤炭市场的蓬勃发展，矿用刮板机上减速机的载荷和功率不断加大，而减速机在使用过程中，维护不到位或严重超载，使壳体轴承座部位磨损严重或产生裂纹，不能正常使用。通过实践，总结了先补焊减速机壳体轴承座磨损部位（见图-1），后用机床加工的修补工艺，这种修理工艺极大的降低了维修时间和成本。

　　一、课题的由来

　　生产线上的皮带减速机，因多年连续运转到了维修期，轴承座部位磨损现象严重，更换费力、费时、费财力，所以必须进行修复。

　　常用的修复方法有：

　　1、镶套法

　　其优点是方法简单、成本低、修复时间短。缺点是镶套后若套与轴承间隙过小，易使轴承发热。

　　2、铜焊法

　　其优点是修复后轴承座孔的抗冲击、抗振性好，修复后轴承座孔质量较稳定，使用周期较长。缺点是焊修工艺较复杂，时间长，焊条成本较高。

　　通过实践，采用堆焊的方法对减速器壳体轴承座进行修复，不仅降低了维修周期，而且解决了生产中的实际问题。

　　二、材料分析

　　1、轴承座的材质分析

　　减速机壳体轴承座的材料是灰铸铁。灰铸铁中的碳是以片状石墨形态存在。具有塑性好、成本低、铸造性好、易机加工、吸震和耐磨等优点，所以应用广泛。

　　2、灰铸铁的焊接性

　　焊条电弧焊焊灰铸铁时，焊缝的冷却速度要远比铸件在铸造时、砂型中的冷却速度快。所以焊缝组织在焊缝区基本是白口组织，在焊缝的热影响区也会出现白口组织、淬硬组织及马氏体组织并容易产生焊接裂纹。对焊缝质量的危害非常大，焊后还难以进行机加工。只要采用合适的焊接工艺措施，就能避免产生上述情况。另外铸铁焊接时产生的裂纹有冷裂纹和热裂纹两种。

　　三、制定焊接工艺

　　1、选择焊接方法

　　由于减速机壳体的材质是灰铸铁，而且轴承座补焊后要进行机加工。因此采用灰铸铁焊条电弧焊半热焊的方法。半热焊就是焊接前，把灰铸铁整体或局部预热至400℃左右进行补焊，焊后采用缓慢冷却的焊接方法。

　　四、焊前准备

　　1、焊件的清理：焊前必须清除焊件上的一切污物，将焊口附近30mm内的油污、泥砂、铁锈等，用角磨机和钢丝刷打净，使母材露出金属光泽。

　　2、坡口：为了方便补焊和减小母材的熔化量，开U形坡口。

　　3、焊条的选择和烘干处理：选用直径为φ3.2mm的Z208铸铁焊条，焊条在电拷箱中烘烤150℃左右，时间为1小时。

　　4、焊机的选用：选择晶闸管控制直流弧焊焊机，反接极性。

　　五、焊接操作过程

　　1、选择吊位焊接方法

　　首先要准备好支撑物品和起吊设备，由于减速机壳体轴承位是半圆形，焊前要使其上面的焊道尽量与地水平，采用随转随焊的堆焊作业方式进行。

　　2、焊前局部加热

　　加热壳体轴承位，温度控制在200°～300°之间。温度选择在这个范围内主要是考虑加热补焊轴承座时，使其临近完好的轴承座温度较高，容易产生变形，应根据实际情况灵活掌握火焰的大小和角度，增大火焰长度或者调整火焰的大小。

　　预热速度要控制好。使内部、外部的温度尽量均匀，防止在加热过程中，因为热应力过大而产生裂纹。

　　3、焊接操作

　　焊接时，为防止和减少焊接结构的应力，合理安排堆焊顺序，减速机壳体轴承座位的堆焊应从中间向四周进行，对称进行堆焊。焊接电弧在缺陷边缘处不要停留过长，防止母材熔化过多和产生咬边。

　　同时，在保证焊条药皮中的石墨能够充分熔化的前提下，把焊条电弧适当的拉长。另外，焊接中时刻观察熔池中熔渣的多少，随时把它挑出去。层间温度始终要保持预热温度，否则应该重新预热。

　　在整个堆焊过程中，堆焊曲面在单位截面积上会产生较大的应力集中。焊接中，在等待减速机壳体轴承座降温时，不停地锤击堆焊层表面，尤其要锤击截面积变化Z大的地方。焊后可用钎锤轻击焊缝的周围，锤击的方式是沿着焊道周围，首尾相连连续进行，焊一道锤击数遍，以此类推直至焊完。

　　4、焊后处理

　　补焊完后，要对焊缝进行保温缓冷。一般用保温材料把焊缝盖上。目的是为了防止产生焊接裂纹。

　　六、焊接时注意事项

　　应注意的是整个补焊层要一次焊完，但并不是说不考虑焊接壳体补焊轴承位的温度。焊接时，要求在壳体补焊轴承位的温度高于350℃时停止堆焊，待壳体补焊轴承座的温度在200℃～300°时再进行堆焊。这主要是考虑到壳体补焊轴承座位的温度过高，会引起旁边不用补焊的壳体轴承座位的热变形，为以后的工作带来不必要的麻烦。

　　焊后必须在补焊层上覆盖一层石棉布或者是干砂等物品，以达到保温缓冷的目的。

　　七、总结

　　通过此种方法进行补焊，再经过机械加工完成修复减速机壳体达到工艺要求，取得了很大的经济效益。通过此次技术革新，一定程度上提高了车间成套设备维修的水平，为煤炭产业又好又快发展贡献了技术力量。

来源：《科技与企业》2013年第14期