捞渣机减速机轴套缺陷的焊补

材料的热膨胀影响，无法保证轴套的精密度。在我院焊接专业教师张清林的指导下，经过多次实验，整理分析数据，探索出采用冷焊工艺及技术措施，成功解决了该难题，使设备正常运行。该方案在企业得到推广应用。现对该工艺过程进行描述，供行业间技术交流。

关键词：捞渣机；轴套；焊接修复；冷焊工艺

1 概述

宁夏大坝发电有限责任公司1号炉捞渣机，于2016年4月6日在1号炉捞渣机检修中，检查发现捞渣机的减速机轴套有不同程度损伤见图1，内壁损坏形成圆周形凹槽，深约2mm、宽约5mm；轴套一端缺失一块，最大高度约30mm、宽度约130mm。轴套规格为Φ273×30，材质检测为ZG45铸钢，硬度为220HB。

根据轴套损坏的程度分析主要捞渣机工作环境潮湿，使得捞渣机轴套及轴锈蚀导致配合不好造成了轴套内部凹槽缺陷；拆卸方法不当造成端面缺失损伤。对以上损坏性缺陷必须进行挖除补焊修复处理。依据DL/T869-2012《火力发电厂焊接技术规程》，由于捞渣机减速机轴套属于精密件，厚度大、体积大、刚度大，如果按照常规的工艺焊接，采用与母材相同或相近的焊接材料焊接，必须进行焊前预热、焊后热处理，无法保证轴套的精度。研究小组经过多次实验，整理分析数据，探索出采用冷焊工艺及技术措施，成功解决了该难题，确保检修后的设备安全稳定运行。

2 捞渣机减速机轴套补焊难点分析

依据DL/T869-2012《火力发电厂焊接技术规程》要求，正确选用与母材相匹配的焊接材料，是保证捞渣机减速机轴套损坏补焊质量的关键所在。

目前补焊工艺依据部件的原始组织状态及工件结构不同而定，一般选用热补焊、异质冷补焊和同质冷补焊工艺。

热补焊工艺是指达到规定的预热温度后，在焊接过程中始终保持预热温度，同时控制层间温度不超过预热温度100℃，连续完成补焊和热处理工作的方法。

异质冷补焊工艺是指在较低的预热温度下，沿整个坡口表面用镍基类焊条敷焊一层3mm-5mm的过渡层，然后再用同种镍基焊条在室温下补焊的方法。

同质冷补焊工艺是指在较低的预热温度下，沿整个坡口表面用专用同质焊条敷焊一层3mm-5mm的过渡层，然后再室温下用同种焊条进行补焊的方法。

热焊法和冷焊法选择要根据现场条件及损坏情况而定。热焊法需要焊前预热、焊接后热处理，比冷焊法工艺措施复杂。由于捞渣机减速机轴套属于精密件，厚度、体积和刚性较大，如果采用常规的热焊工艺受材料热膨胀的影响，无法保证轴套的精度；且轴套另一端为齿轮传动，现场热处理无法保证轴套另一端齿轮的使用性能。冷焊法则不需要专门的预热和消氢处理设备，工艺简单、操作方便、热影响区窄、焊接变形小、经济适用，能满足机组工况运行的要求。因此宜采用冷焊法。

研究小组经过多次讨论分析，制定出了《1号炉捞渣机减速机轴套补焊修复处理技术方案》。

3 焊接材料的选用

采用冷焊工艺，缺失部分焊前低温预热150℃，焊接过程中严格控制母材温度。焊接过程中，层间采用气锤锤击焊缝的方法来消除焊接应力。焊后不进行热处理，这样就必须选择塑性好、抗裂性能较强的焊条。经讨论、分析，缺失部分选用ENiCrFe-3焊条进行焊条电弧焊焊接；凹槽缺陷选用万能303焊丝进行手工钨极氩弧焊焊接。

ENiCrFe-3焊条是低氢型镍铬耐热合金焊条，焊缝金属中有适量的锰，采用直流反接。

万能303焊丝以铬镍合金为主，适应性强、强度高，适合于各种组合异种钢焊接，具有优良的塑性、韧性和抗裂性能。

4 焊接工艺措施

4.1 凹槽缺陷焊接工艺

（1）焊前预热：焊前采用氧-乙炔火焰对补焊区周围100mm内进行缓慢预热，预热温度为70℃。

（2）焊接材料选用万能303焊丝，规格Φ1.0，焊接层数为2层。

（3）焊接方法：手工钨极氩弧焊。

（4）焊接电流：80-90A，直线运枪施焊，焊缝不锤击。每层焊接厚度控制在1～2mm。焊接时，电弧应尽量偏向母材以保证与母材熔合良好。间断焊接，焊接过程中用测温仪监测温度，保证焊接过程中轴套温度不得高于70℃。

（5）质量检验：用10倍放大镜进行焊缝检验，不得有裂纹、未熔合焊接缺陷。如果发现有裂纹和未熔合缺陷应打磨清除后重新施焊。

（6）焊后修型：焊接结束后，采用机械的方法对需整型的工件表面进行修型，使其恢复原来形状和尺寸要求。

4.2 缺失部分焊接工艺

（1）焊前预热：焊前采用氧-乙炔火焰对补焊区周围100mm内进行缓慢预热，预热温度为150℃。

（2）焊接方法：焊条电弧焊。

（3）根层焊接：预热后即可进行焊接，焊条采用ENiCrFe-3，直径Φ2.5mm。

（4）焊接电流80-90A，极性：直流反接，直线运条施焊、焊缝不锤击。

（5）填充层焊接：焊条采用ENiCrFe-3，直径Φ3.2mm，焊接电流为105-115A，仍然采用直线运条，与上一层焊接运条方向相差90°，采用多层多道焊接，每层焊接厚度控制在2～2.5mm，先焊两侧后焊中间。两侧焊接时，电弧应尽量偏向母材以保证与母材熔合良好。焊接过程中应用测温仪监测温度尽量控制轴套温度不高于70℃。焊完第二层后用气锤进行锤击，锤头为R10mm的球型，重量200g左右，锤击从焊缝中间开始，逐渐锤向两侧，直到焊缝表面出现密集的麻点，锤击应避开熔合线，以防焊缝剥离开裂。

（6）盖面层焊接：盖面层焊缝应保证焊接区全部填满，焊缝不需锤击。焊接时，注意工作面留有一定加工余量。

（7）焊接质量检验：

根层焊接：用10倍放大镜进行焊缝检验，不得有裂纹、未熔合、夹渣等焊接缺陷。

填充、盖面层：用10倍放大镜进行焊缝检验，每层焊缝焊完并锤击后应清理焊渣，不得有裂纹、未熔合、夹渣等焊接缺陷。如发现有裂纹、未熔合、夹渣等缺陷应打磨干净重新施焊。

焊接工作结束后，对所有的焊缝进行着色探伤，保证熔敷金属及熔合线、热影响区不得有裂纹、未熔合缺陷，若发现上述缺陷应磨除重焊。

焊后修型：焊接结束后，采用机械的方法对需整型的工件表面进行修型，使其恢复原来形状和尺寸要求。

5 焊前工件打磨清理、焊接材料及工器具

将凹槽打磨干净；如果槽内出现硬角及不利于施焊的窄缝、小坑时，应利用手头工具将其打磨成铁水易于过渡的球面或坡面形状，防止焊接过程中出现夹沟、夹杂、未溶合等不利于焊接质量及焊接工艺的情况出现，为后面的补焊工作严格把关。缺失部分的表面及周围15mm范围用磨光机清除铁锈、油污等，打磨出金属光泽。补焊前的打磨测量工作非常重要，这一阶段的工作质量直接影响到焊接的质量，需要操作人员眼明心细。

为保证补焊工作顺利进行，施焊前应准备好相应的工具且摆放到位。

测温仪：用于随时检测补焊时的温度变化。

放大镜：检查焊前、焊接中、焊后有无裂纹。

气锤：焊接中锤击焊道降低应力。

手锤、扁铲：剔除焊接中产生的飞溅、粘连等。

焊钳、焊帽、焊条保温桶等施焊焊工工具。

氧-乙炔焰预热、热处理气瓶一套，供预热热处理使用。

选用相匹配的ENiCrFe-3焊条，150℃烘干1～2小时。

磁粉渗透检测剂一套，供焊缝检测。

6 焊接过程及操作注意事项

焊接材料为ENiCrFe-3焊条，为异种材质焊接，根层的焊接应采用小电流规范进行，选用Φ2.5mm焊条，直流反接。采用对称、短弧的分段跳焊工艺，先焊坡口中间，后焊边缘，保证与母材熔合良好。单道焊道长度不超过30mm，后焊焊道压先焊焊道1/3，减少对母材的稀释。在整个堆焊面上施焊第一层，焊接过程中保持预热温度。第一层焊完后，应用石棉带盖住补焊区，保温缓冷至室温进行宏观检验，确保无缺陷后才可以进行填充层的焊接。填充层焊接，采用Φ3.2mm焊条焊接，焊接电流105-115A。焊接时采用短焊道，分段跳焊焊接长度不超过30mm，焊后立即锤击焊道。焊接过程中，层间温度不得超过70℃。为了有效消除焊接应力，焊接过程中除根层和盖面层焊缝不锤击外，填充各层焊缝每焊30mm长均使用圆顶气锤立即进行均匀锤击。

层与层之间的衔接焊应采用横竖或菱形交叉焊，每焊完一层后要用气锤进行锤击，锤击从焊缝中间开始，逐渐锤向两侧，直到焊缝表面出现密集的麻点，如图2。锤击应避开熔合线，以防焊缝剥离开裂。如此反复直至将缺失部分补焊至距轴套内、外壁及端面0.5mm处后，认真锤击找平做好盖面焊准备。最后一层盖面焊完成后不锤击，补焊应高出轴套内、外壁及端面2mm，以保证机加工余量。

内槽缺陷补焊完后，再进行缺失部分的补焊；补焊缺失部分时，应用石棉布或保温棉将轴套内孔封堵，以防飞溅伤及内表面。

焊接过程中始终跟踪控温、焊接质量监督，保证焊接过程中轴套温度不得高于70℃。

每层焊完后，用10倍放大镜进行焊缝检验，不得有裂纹、未熔合、夹渣等焊接缺陷，如有缺陷应及时处理。

7 焊后检验

焊接过程中随时检查有无裂纹、未熔合、夹渣等缺陷，一经发现及时消除再进行补焊。补焊完成后，用石棉保温材料包盖缓冷至室温，采用外观检验和着色检验相结合的方法进行，要求焊缝及热影响区不得有裂纹、未熔合等缺陷。

8 结束语

（1）控制层间温度、锤击消除应力是保证补焊成功的关键所在。

（2）捞渣机减速机轴套损伤的补焊在制定合理的技术方案后需要操作人员的耐心、细致的施焊和技术团队的相互配合。

（3）通过修费利旧体现了创建节约型企业的精神，为企业节省了检修费用，在企业内得到广泛推广，为今后的其它部件修复工作提供了有效的经验和技术方法。

参考文献

[1]国家职业资格培训教程.焊工（技师技能 高级技师技能）[Z].

[2]DL＼T715-2000.火力发电厂金属材料导则[S].

[3]DL/T869-2011.火力发电厂焊接技术规程[S].

作者简介：张清林（1977-），大学本科，宁夏工商职业技术学院，副教授，高级工程师。

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