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              以焊代鑄設計懸掛大齒輪的焊接技術

              發布時間:所屬分類:科技論文瀏覽:1

              摘 要: 摘要:針對減速機懸掛大齒輪原鑄造結構的固有缺陷,采用以焊代鑄技術,并通過合理的焊接工藝及熱處理工藝計,攻克了外齒圈40CrNiIMoA與輻板16Mn之間焊接易出現熱裂紋的技術難關,保證了懸掛大齒輪的焊接質量。 關鍵詞:以焊代鑄;齒輪:焊接性;熱處理 1引言

                摘要:針對減速機懸掛大齒輪原鑄造結構的固有缺陷,采用以焊代鑄技術,并通過合理的焊接工藝及熱處理工藝計,攻克了外齒圈40CrNiIMoA與輻板16Mn之間焊接易出現熱裂紋的技術難關,保證了懸掛大齒輪的焊接質量。

              以焊代鑄設計懸掛大齒輪的焊接技術

                關鍵詞:以焊代鑄;齒輪:焊接性;熱處理

                1引言

                托陶的二次減速機懸掛大齒輪重約161,原設計為整體鑄鋼件,因在應用過程中出現過齒根斷裂的重大事故,經過認真分析,鑄件自身的缺陷是其根本原因。現應用以焊代鑄技術,把大齒輪設計為鉚焊結構,以克服鑄件的不足。雖然外齒圈采用40CNiMoA材質后,機械性能非常好,但焊接性卻十分差,所以外齒圈40CNiMoA與輻板16Mn的焊接就成為了制作中的難點。

                通過計算,外齒圈40CrNiMoA的碳當量為0.68%~0.91%,而輻板16Mn的碳當量為0.19%-0.30%。由此可見,兩者的碳當量差距很大,且外齒圈40GNiMoA的碳當量非常高,這就意味著其焊接性很差。在焊接前,為了確保該焊縫的可靠性和焊接工藝的可行性,先進行了焊接工藝評定。通過對實驗數據的分析,制定了一整套較為合理的焊接工藝及熱處理方案,攻克了外齒圖40CrNiMoA與輻板16Mn兩種材料焊接過程中容易出現焊接熱裂紋的技術難關,取得了較好效果。

                2大齒圈結構分析

                如圖1所示,大齒圈最大外闖直徑為φ2865mm.高度1400mm,總重約161,其中外齒圈40CrNiMoA厚度150mm,輻板16Mn厚度為65mm.兩者相接處為傾角16,深62mm的單面U型坡口,焊接量非常大。

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                3外齒圈與輻板的焊接工藝

                (1)坡口表面的處理。焊接前進行嚴格的表面處理,保證坡口表面不存有油污、銹跡、氧化皮等污物。

                (2)焊前對坡口部位進行預熱處理,采用"履帶式加熱器"的方式,將齒圖40CrNiMoA外圓包住,焊接過程始終保持加熱;采用火焰烘烤的方式,對外齒圈40CNiMoA與輻板16Mn的接縫處進行加熱,保證預熱溫度保持在430℃-470℃,同時層間溫度控制在400℃-450℃,并用激光測溫槍監控。

                (3)合理的焊接順序和施焊方向及人員配置。順序為一側兩人對稱焊接,先焊13,翻身;另一側兩人對稱焊接,先焊12,翻身:一側兩人同時焊接,再焊23翻身;另一側兩人同時焊接,焊滿;翻身,一側兩人同時焊接,焊滿,完成。(4)焊接工藝要點:底層使用較小的焊接電流,適當提高焊接速度,小電流收弧,防止出現弧坑裂紋及縮孔;采用多層焊,每層焊道盡量薄,保證熔合質量;當焊道超過20mm寬時,采用多層多道焊,每一層都要徹底清渣。整個焊接過程始終保持加熱,未焊部位做好保溫措施,使層間溫度維持在450℃左右。

                (5)焊后熱處理:焊縫完成后立即送退火爐進行去應力退火,將工件加熱到550℃+20℃,保溫4h,升降溫度速度小于50℃h,然后緩冷至室溫。

                (6)焊縫檢驗:焊縫和熱影響區表面不得有裂紋、氣孔、弧坑和夾渣等缺陷,焊縫咬邊深度50.5mm,咬邊連續長度<100mm,焊縫兩側咬邊總長度不得超過該焊縫長度的10%,焊縫兩側的飛濺必須清除干凈,按照工藝要求進行環焊縫100%超聲波探傷,符合GB11345-89相關規定中1級規定要求。

                輪箍與輻板的焊接參照上述工藝執行;焊完環縫后焊接管子焊縫,按常規工藝執行。

                4、結語

                通過以上焊接工藝過程的實施和控制,保證了懸掛大齒輪的焊接質量,攻克了外齒圈40CrNiMoA與輻板16Mn兩種材料焊接過程中容易出現焊接熱裂紋的技術難關,取得了較好效果。

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