40Cr钢轴CO2气体保护焊表面堆焊修复

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摘要:对于大型40Cr钢轴局部表面堆焊修复,捍接方法的选择、工艺正确制定是决定修复成功和取得良好效果的前提。本文阐述选择焊接方法的科学性以及保证焊接质量的主要工艺方法。
) k; {0 N; S$ |/ [2 ]) s. F8 F1 h5 b　关键词：轴、气保焊、修复
" D" W6 }# I. \5 _　前言
　我市一大型制糖厂，用来输送糖液，传递强大扭矩的两根大浸轴，由于长期便用磨损，盘根处不密封，生产中糖液外泄，严重浪费原料，影响生产。因重新购买费用昂贵。为节约资金，决定对两轴进行堆焊修复，继续使用。
一、轴的材质及损坏情况
4 _; D5 v" }4 Q5 u% V7 H0 V　两轴的材质均为40Cr钢.成份如表%)

* g8 U$ q. R* J5 U　　　　　C　　　　　　Si　　　　　　Mn　　　　　　 Cr
% z: N* V/ d# }" s) F: z　　　0.37--0.44　　o.17--0.37　　0.5--0.8　　　　0.8--1.10
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5 @7 Y. m  U, l4 h7 p  k　做轴的40Cr钢,均经调质处理后获得综合性能较好的低合金高强钢,规格ψ350X4000mm,轴中心有一贯穿全轴的ψ60MM的孔,全轴重达2T.盘根处磨损宽度300MM,深度3MM左右。
, C, w6 W' B5 _二、轴材质的焊接性分析
　40Cr钢为中碳调节器质钢,属焊接性较差的钢种,Cr、Mn含量比较高。因此，具有较强的淬透性及淬硬倾向,加之轴的体积过大,焊接过程中,冷却速度更快,会加剧上述两倾向的趋势。
+ @3 k6 N' ~* G. A  T. V; N1 }- w　40Cr钢Mf点低,易在近焊缝区产生大量马氏体组织,从而有很强的冷裂倾向,为防止冷裂纹的产生以及不致使轴在使用过程中,堆焊层在强大扭力作用下剥离,除休用塑性、韧性好的低氢型焊材外,还应焊前预热,焊后及时消应处理。
- Z! b# R2 B3 \　此外,尤其是在焊后不能进行恢复热处理,在调质状态焊接时,线能量过大,会导致热影响区中的高温回火软化层增多,降低轴堆焊部位的强度,影响轴的使用性能,造成修复失败。
　同样,大的线能量输入,仍然避免不了马氏体的形成,却会增加奥氏体的过热程度及稳定性,在淬火区形成粗大的马氏体组织,增大脆化倾向,发生脆性破坏。
　那么,如何保证不出现过大的线能量,又减缓施焊后热影响区的冷却速度?只有运用合理的焊前预热,严格地控制焊道的层间温度,也就是采用熔深线,焊道窄,能获得小线能量的接方法进行施焊.选用焊接材料还需考虑抗裂能力强、S、P、含量低的材料。
三、焊接方法的选定
　 要避免综上所述问题，满足轴的使用性能，最好的焊接方法是Co2气体保护焊.实施中采用短路过渡,窄焊道,快速焊.这样,有利于减少热影响区的高温停留时间,降低该区奥氏体过热脆化程度,提高其组织的稳定性。
　同时,配合合理的焊前预热,严格控制层间温度,后热缓冷等措施,改善淬火区的组织性能,提高抗冷裂性能.在上述方法匹配合理的情况下,采用小线能量焊接还有利于缩小软化区,降低轴的局部软化程度,满足使用。
四、堆焊修复工艺
$ {" P& Z1 Y) Q( g& _9 k1、做一个能使轴在上面自由滚动的支架.将轴的磨损部位污物清理干净,露出金属兴泽。
: n! @# Y# D" H+ ^* }  S3 G: |1 ~' i2、体积在，散热快，直接用乙炔火焰加热升温慢，就利用轴的中心孔，通上过蒸汽,对轴进行整体升温至100度以上,再用HO--20型焊矩把磨损处均匀加热至200--250度开始施焊。
/ B% Y/ H7 Z5 z2 N9 ^# Y- k3、CO2气体保护焊，焊丝牌号H08Mn2SiA,直径0.8MM,焊接电流100A,电弧电压18--21V,采用短路过渡,先均匀转动大轴于爬坡位引燃电弧施焊,使焊道以螺旋方式向前推进,以达到一周焊道热均匀,防止轴变形弯曲。
4、每层螺旋施焊45圈，焊二层。每圈及层间将轴的表面温度控制在200度C，焊后保温2小时空冷。按此方法两轴逐一进行了焊修。
3 K; l* D4 R: v- s. H# c; L! `五、结论
　两轴经焊修后，运行一直正常，未发现因焊修引起的质量问题。说时大型40Cr钢轴,采用小线能量以及配合合理的辅助工艺,既避免了热影响区大量马氏体产生,而使轴脆化,又减少了软化区,保证轴的强度不受影响,是可行的。
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作者简介:
$ }+ v8 b0 @; v& F/ {! p% U/ S$ Q　孔伟:男,1971.10.1出生,汉族,黑龙江省人,焊接大专,欧洲焊接监理工程师,国际焊接工程师,从事电厂焊接与金属技术监督工作。

参考文献:
　　殷树言、邵清廉：CO2焊接技术及应用，哈尔滨工业大学出版社