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    精密行星減速機輸出軸斷裂的修復

    來源:http://www.1gu1.com/ 時間:2017-04-06 15:19:33 瀏覽次數:

    由于45號鋼碳當量大,在焊接時熱影響區的淬硬傾向較大,容易產生冷裂紋,且該軸焊接量較大,不可避免地存在著較大的焊接變形和焊接應力。為減小焊接變形,提高焊縫質量,采取焊前預熱措施,機加工前再對零件進行相應的熱處理,以減緩冷卻速度,方便氫的擴散逸出,防止產生冷裂紋,消除焊接應力。熱處理后再對焊接部位按照要求進行車削加工,即可達到該軸的尺寸要求。
      由于45號鋼碳當量大,在焊接時熱影響區的淬硬傾向較大,容易產生冷裂紋,且該軸焊接量較大,不可避免地存在著較大的焊接變形和焊接應力。為減小焊接變形,提高焊縫質量,采取焊前預熱措施,機加工前再對零件進行相應的熱處理,以減緩冷卻速度,方便氫的擴散逸出,防止產生冷裂紋,消除焊接應力。熱處理后再對焊接部位按照要求進行車削加工,即可達到該軸的尺寸要求。

    1.焊前準備

      (1)?選擇設備及材料
      鑒于施工現場條件,對該軸采用手工電弧焊焊接方法。焊接設備采用 BX1-330型交流焊弧機。電源采用直流電源,反極連接(焊條接正級)。為提高焊縫的抗裂性能及強度,焊接材料采用低氫型J507(E5015)堿性焊條進行焊接,焊接前將焊條進行1~2 h烘焙,使其溫度達到350 ℃,然后存放在100~150?℃的保溫箱中,使用時取出放在干燥筒內。Ⅰ、Ⅱ層焊縫用直徑3.2 mm焊條,以減小焊接應力。以后焊縫用直徑4 mm焊條,以提高工作效率。
      (2)?設計焊接坡口及間隙
      焊接前將該軸斷裂部位加工平整,同時為減小焊接應力,在焊接坡口的設計上采取了一定措施。首先根據斷裂情況及零件直徑設計了U型坡口,坡口上寬為20 mm,深度為37 mm 。為使坡口形狀一致,將斷裂部位端面加工平整后,采用成型車刀進行坡口加工。為避免應力集中,坡口各部位應倒圓,以減少母材熔入焊縫金屬中的比例,防止焊接裂紋的產生。焊接間隙對焊縫質量也有重要影響,間隙過小易產生未焊透或焊縫堆積過高的缺陷,間隙過大則容易燒穿。該軸焊接間隙選擇為2 mm。
      (3)?焊前清理
      焊前必須將該軸焊接部位的坡口及鈍邊表面鐵銹、油污、水分及氧化皮清除,先采用火焰烘烤清除水、油,然后用手工砂布或砂輪機打磨,進行除銹處理。氧化皮可直接采用砂輪機打磨進行清除,對于一些較難清洗的油污則采用丙酮或乙醇清洗。

    2.焊接

      焊接時,為防止焊接變形,應在坡口處加定位塊,以保證焊縫間隙相等。為避免該軸產生焊接變形,定位點焊位置選在定位塊兩側。由于45號鋼的可焊性一般, 焊前采用乙炔火焰將焊縫兩側約50~80 mm的部位預熱到150~200 ℃,以降低整個焊接區域的冷卻速度,防止產生裂紋。
      焊接Ⅰ、Ⅱ層焊縫時,盡量采用小電流、低電壓、慢焊速,即小能量焊接法,且焊層應薄些(不大于2 mm),但要焊透,短弧焊不擺動。焊接時應隨軸轉動均勻施焊,每焊完1層焊縫,應對焊縫進行外觀目視檢查,若有氣孔、夾渣和裂紋等,應使用碳弧氣刨清除焊縫缺陷,經補焊后方可以繼續施焊。當焊至定位塊高度時,待焊縫冷卻溫度不低于200 ℃時,打掉定位塊,繼續施焊。堆焊高度應超過原軸直徑,留出足夠的機加工余量。各道焊縫工藝參數如附表所示。

    3.焊后處理及機加工

      焊后用石棉被覆蓋保溫,以降低淬硬程度,避免脆裂。 為消除焊接應力,可用乙炔火焰將焊縫區加熱至350~550 ℃,埋在熱砂或者白灰中緩慢冷卻,直至冷卻到常溫。 焊接處外觀要求整齊美觀,焊縫均勻,無氣孔、夾渣、未熔合、飛濺和咬邊現象。檢查外觀合格后,將輸出軸焊接部位重新車外圓和端面至要求尺寸即可。


      上述修復方法簡便實用,修復成本低。經驗證,修復后的輸出軸在強度、精度等方面完全可以滿足減速器使用要求。
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