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解讀WK-10B挖掘機維修回轉齒圈焊接修復工藝

2018/4/19

解讀WK-10B挖(wa)掘機維修(xiu)回(hui)轉(zhuan)齒(chi)(chi)圈焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)修(xiu)復(fu)工藝(yi),一臺WK-10B型挖(wa)掘機修(xiu)理(li)出現(xian)(xian)回(hui)轉(zhuan)齒(chi)(chi)圈斷裂(lie)和(he)(he)(he)斷齒(chi)(chi)現(xian)(xian)象。該齒(chi)(chi)圈位于底架梁和(he)(he)(he)中盤之間,屬(shu)于非易損件(jian),其損壞后可(ke)進(jin)行(xing)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)修(xiu)復(fu)。霍(huo)林(lin)河(he)地區(qu)的冬(dong)季氣溫低(di),多數(shu)都在(zai)-40~-32℃之間,作(zuo)業(ye)環境比(bi)較惡劣,若在(zai)露(lu)天坑(keng)下焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)易出現(xian)(xian)裂(lie)紋(wen)。根(gen)據經驗(yan),我(wo)們采(cai)用加熱保溫直流電弧(hu)焊(han)(han),對其進(jin)行(xing)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)修(xiu)復(fu)。焊(han)(han)前(qian)準備(1)回(hui)輪齒(chi)(chi)圈材(cai)質(zhi)經金(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)實驗(yan)室(shi)取樣化(hua)驗(yan),斷裂(lie)齒(chi)(chi)圈材(cai)質(zhi)為ZG42CrMo。此材(cai)質(zhi)碳含量高,合金(jin)元素含量多,焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)性差,淬硬(ying)傾向(xiang)大(da),屬(shu)于較難(nan)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)材(cai)料(liao)。焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)時(shi)如果冷(leng)卻速(su)度(du)過快,焊(han)(han)縫和(he)(he)(he)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)熱影(ying)響區(qu)極易產生硬(ying)脆的馬氏體(ti)組織,形成冷(leng)裂(lie)紋(wen)。選擇(ze)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)方法和(he)(he)(he)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)材(cai)料(liao)根(gen)據現(xian)(xian)場焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)條件(jian)。
采用(yong)直(zhi)流(liu)反接(jie)電弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)。在焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)焊(han)(han)(han)(han)(han)材選用(yong)上(shang)(shang),根據(ju)ZG42CrMo材料的機(ji)械性能,借鑒(jian)以前焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)其他挖(wa)掘機(ji)回轉齒圈的經(jing)驗,選取(qu)A507奧氏體不銹鋼焊(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)。但在實際焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)時出現了裂(lie)紋(wen),導(dao)致焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)失敗。經(jing)分析認為,產生裂(lie)紋(wen)是(shi)因(yin)為冷(leng)卻(que)速(su)度(du)過快和(he)焊(han)(han)(han)(han)(han)后熱(re)處理時間短(duan),使得脆(cui)硬(ying)組織產生冷(leng)裂(lie)紋(wen)。A507焊(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)價格(ge)較高,用(yong)于較大焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)量的成(cheng)本(ben)也較高。基于上(shang)(shang)述原因(yin),決(jue)定更(geng)換焊(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)。經(jing)過查找資料和(he)咨詢廠(chang)家(jia),使用(yong)J707焊(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao),焊(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)規格(ge)選用(yong)φ3.2mm和(he)φ4.0mm,其參(can)數如附表所示。J707焊(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)參(can)數焊(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)直(zhi)徑mm焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)電流(liu)A電弧(hu)電壓V焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)速(su)度(du)mm/min改善焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)環境為了降低風速(su),提高焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)環境溫度(du),采取(qu)用(yong)苫(shan)布(bu)將挖(wa)掘機(ji)圍(wei)起(qi)。焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)環境溫度(du)要求在16℃以上(shang)(shang)。
達不到(dao)要求可用(yong)大功率加熱器(qi)進行加熱。烘(hong)(hong)焙(bei)(bei)焊(han)(han)條(tiao)焊(han)(han)條(tiao)在(zai)使用(yong)前(qian),必須參照焊(han)(han)條(tiao)制(zhi)造(zao)廠(chang)推薦參數(烘(hong)(hong)焙(bei)(bei)溫(wen)(wen)度和烘(hong)(hong)干時(shi)間)進行烘(hong)(hong)焙(bei)(bei),J707焊(han)(han)條(tiao)烘(hong)(hong)焙(bei)(bei)溫(wen)(wen)度為350~400℃。將焊(han)(han)條(tiao)烘(hong)(hong)焙(bei)(bei)1h,烘(hong)(hong)焙(bei)(bei)好(hao)的焊(han)(han)條(tiao)放到(dao)保溫(wen)(wen)箱內(nei)保溫(wen)(wen)。保溫(wen)(wen)溫(wen)(wen)度控制(zhi)在(zai)100~150℃范圍內(nei),隨用(yong)隨取。制(zhi)作樣(yang)(yang)板(ban)為齒(chi)(chi)圈(quan)(quan)樣(yang)(yang)板(ban)的節圓半徑和齒(chi)(chi)形角與大齒(chi)(chi)圈(quan)(quan)的一致(zhi),以及被鑲焊(han)(han)的齒(chi)(chi)塊定位,要求齒(chi)(chi)圈(quan)(quan)樣(yang)(yang)板(ban)包含5個齒(chi)(chi)牙(ya)以上。齒(chi)(chi)圈(quan)(quan)樣(yang)(yang)板(ban)可根據挖掘(jue)機(ji)上回轉(zhuan)齒(chi)(chi)圈(quan)(quan)齒(chi)(chi)形制(zhi)作,材料采用(yong)0.5~0.75mm厚的鍍鋅板(ban)或鋼板(ban)。樣(yang)(yang)板(ban)制(zhi)成后(hou),其與挖掘(jue)機(ji)上回轉(zhuan)齒(chi)(chi)圈(quan)(quan)齒(chi)(chi)面定位間隙應在(zai)1mm以內(nei)。切割(ge)齒(chi)(chi)塊選擇齒(chi)(chi)形比較好(hao)的報廢回轉(zhuan)大齒(chi)(chi)圈(quan)(quan),清洗去除其表面油污;根據挖掘(jue)機(ji)斷(duan)裂齒(chi)(chi)圈(quan)(quan)修復齒(chi)(chi)數需要,對回轉(zhuan)大齒(chi)(chi)圈(quan)(quan)進行整體切割(ge)。
要(yao)求其(qi)厚度與齒(chi)(chi)根寬皆(jie)留(liu)5mm余量,鑲(xiang)入(ru)齒(chi)(chi)牙背部(bu)方向的(de)(de)(de)厚度不小于40mm。刨(bao)削(xue)齒(chi)(chi)圈(quan)(quan)(quan)將(jiang)需(xu)(xu)修復回轉(zhuan)(zhuan)齒(chi)(chi)圈(quan)(quan)(quan)斷裂(lie)處及附近(jin)齒(chi)(chi)牙的(de)(de)(de)油污、鐵屑等雜物清(qing)理干凈,經檢查應(ying)無其(qi)他裂(lie)紋;將(jiang)齒(chi)(chi)圈(quan)(quan)(quan)斷口(kou)(kou)附近(jin)100mm范圍預熱至(zhi)150℃后(hou),再刨(bao)削(xue)損(sun)壞的(de)(de)(de)齒(chi)(chi)牙,斷口(kou)(kou)及齒(chi)(chi)牙背側的(de)(de)(de)2道(dao)筋板(ban)也要(yao)刨(bao)削(xue)平(ping)(ping)整(zheng)(zheng),斷口(kou)(kou)兩(liang)(liang)端應(ying)刨(bao)出30°角(jiao)左右坡(po)口(kou)(kou);根據齒(chi)(chi)圈(quan)(quan)(quan)刨(bao)削(xue)的(de)(de)(de)形狀和(he)尺寸(cun),對需(xu)(xu)要(yao)鑲(xiang)入(ru)的(de)(de)(de)齒(chi)(chi)塊進行修形;用角(jiao)磨機將(jiang)所刨(bao)削(xue)齒(chi)(chi)圈(quan)(quan)(quan)上的(de)(de)(de)坡(po)口(kou)(kou)及齒(chi)(chi)牙背側的(de)(de)(de)2道(dao)筋板(ban)打磨平(ping)(ping)整(zheng)(zheng)至(zhi)有金屬(shu)光澤(ze),需(xu)(xu)要(yao)鑲(xiang)入(ru)的(de)(de)(de)齒(chi)(chi)塊按(an)同樣(yang)要(yao)求處理。焊接(jie)過程(cheng)(1)齒(chi)(chi)塊點焊定位(wei)將(jiang)修整(zheng)(zheng)完畢的(de)(de)(de)齒(chi)(chi)塊放(fang)入(ru)需(xu)(xu)修復回轉(zhuan)(zhuan)齒(chi)(chi)圈(quan)(quan)(quan)的(de)(de)(de)新(xin)開缺口(kou)(kou)內,先調整(zheng)(zheng)上下間距(ju),使齒(chi)(chi)塊上下端面與大齒(chi)(chi)圈(quan)(quan)(quan)端面平(ping)(ping)齊;然后(hou)根據齒(chi)(chi)圈(quan)(quan)(quan)樣(yang)板(ban),調整(zheng)(zheng)好齒(chi)(chi)塊齒(chi)(chi)面弧度和(he)兩(liang)(liang)端的(de)(de)(de)齒(chi)(chi)間距(ju)。
確認齒間(jian)距均勻無誤(wu)后(hou)(hou),對(dui)齒塊(kuai)(kuai)進行對(dui)稱點(dian)焊(han)(han)定位(wei)(wei)。鑲(xiang)補(bu)(bu)筋(jin)(jin)板(ban)齒塊(kuai)(kuai)點(dian)焊(han)(han)定位(wei)(wei)后(hou)(hou),測量其(qi)背側的(de)(de)2道(dao)(dao)筋(jin)(jin)板(ban)尺寸(cun)和形狀(zhuang);將厚度(du)30mm的(de)(de)16Mn鋼板(ban)按測量出筋(jin)(jin)板(ban)的(de)(de)尺寸(cun)和形狀(zhuang),割出2道(dao)(dao)筋(jin)(jin)板(ban),再按要(yao)(yao)求(qiu)加(jia)工出坡(po)口,并(bing)打磨(mo)平整;將齒塊(kuai)(kuai)取下,將底(di)(di)部(bu)筋(jin)(jin)板(ban)鑲(xiang)入原筋(jin)(jin)板(ban)相(xiang)(xiang)應位(wei)(wei)置(zhi),點(dian)焊(han)(han)固定;檢(jian)測無誤(wu)并(bing)進行預熱(re)后(hou)(hou),即(ji)可焊(han)(han)接筋(jin)(jin)板(ban)與齒圈(quan)間(jian)的(de)(de)焊(han)(han)縫。完(wan)成焊(han)(han)接筋(jin)(jin)板(ban)鑲(xiang)補(bu)(bu)完(wan)畢后(hou)(hou),按照(zhao)上述方法將齒塊(kuai)(kuai)重(zhong)(zhong)新(xin)組對(dui)、點(dian)焊(han)(han)固定、預熱(re),待預熱(re)溫度(du)達到(dao)要(yao)(yao)求(qiu)后(hou)(hou)再焊(han)(han)接一遍底(di)(di)部(bu)筋(jin)(jin)板(ban)與齒塊(kuai)(kuai)之間(jian)的(de)(de)焊(han)(han)縫;焊(han)(han)完(wan)后(hou)(hou)組對(dui)上部(bu)筋(jin)(jin)板(ban)至相(xiang)(xiang)應位(wei)(wei)置(zhi),再進行預熱(re),達到(dao)溫度(du)后(hou)(hou)焊(han)(han)接2道(dao)(dao)連接焊(han)(han)縫;檢(jian)測溫度(du),如(ru)果溫度(du)在要(yao)(yao)求(qiu)范圍內,可按要(yao)(yao)求(qiu)焊(han)(han)接2道(dao)(dao)對(dui)接的(de)(de)焊(han)(han)縫至飽(bao)滿,達不(bu)到(dao)要(yao)(yao)求(qiu)則需重(zhong)(zhong)新(xin)加(jia)熱(re)后(hou)(hou)再進行焊(han)(han)接。焊(han)(han)接控制要(yao)(yao)點(dian)焊(han)(han)前預熱(re)方式采用(yong)紅外線加(jia)熱(re)器(qi)進行加(jia)熱(re)。
溫(wen)度控制(zhi)在200~250℃之間,預熱范(fan)(fan)圍距(ju)坡口邊緣100mm左(zuo)右。加熱溫(wen)度可在焊(han)(han)縫(feng)兩側(ce)50mm范(fan)(fan)圍內使用(yong)(yong)紅外線(xian)測溫(wen)儀進行檢測。由于加熱器沒有溫(wen)度控制(zhi)裝置,所(suo)以加熱時(shi)間應(ying)控制(zhi)在12~15h之間。焊(han)(han)接時(shi)應(ying)采用(yong)(yong)多層(ceng)(ceng)多道(dao)焊(han)(han)接,焊(han)(han)接電(dian)流(liu)不(bu)(bu)超過規定的上(shang)限。焊(han)(han)道(dao)擺(bai)動(dong)(dong)范(fan)(fan)圍應(ying)控制(zhi)在6~12mm,在靠近(jin)母材的焊(han)(han)道(dao)焊(han)(han)接時(shi),不(bu)(bu)宜擺(bai)動(dong)(dong)焊(han)(han)條。焊(han)(han)層(ceng)(ceng)厚度應(ying)控制(zhi)在2.5~4mm。應(ying)先焊(han)(han)接左(zuo)側(ce)焊(han)(han)口,后焊(han)(han)接右側(ce)焊(han)(han)口。焊(han)(han)接過程中,要及時(shi)清理(li)熔(rong)渣(zha)和(he)焊(han)(han)道(dao)內附著的煙塵,避免焊(han)(han)縫(feng)殘留夾渣(zha)和(he)氣孔,同(tong)時(shi)力求做到焊(han)(han)縫(feng)層(ceng)(ceng)間溫(wen)度在200℃左(zuo)右,以防溫(wen)差過大產生(sheng)裂(lie)紋。焊(han)(han)接過程中停(ting)止或(huo)休息(xi)時(shi)需要繼續加熱,以層(ceng)(ceng)間溫(wen)度不(bu)(bu)低于200℃。除定位焊(han)(han)、打(da)底(di)焊(han)(han)(前3層(ceng)(ceng))和(he)焊(han)(han)縫(feng)蓋面不(bu)(bu)得錘擊消應(ying)力外。

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