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精密行星減速機(jī)輸出軸斷裂的修復(fù)

來(lái)源:http://www.3eeedy.com/ 時(shí)間:2017-04-06 15:19:33 瀏覽次數(shù):

由于45號(hào)鋼碳當(dāng)量大,在焊接時(shí)熱影響區(qū)的淬硬傾向較大,容易產(chǎn)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(yīng)力。為減小焊接變形,提高焊縫質(zhì)量,采取焊前預(yù)熱措施,機(jī)加工前再對(duì)零件進(jìn)行相應(yīng)的熱處理,以減緩冷卻速度,方便氫的擴(kuò)散逸出,防止產(chǎn)生冷裂紋,消除焊接應(yīng)力。熱處理后再對(duì)焊接部位按照要求進(jìn)行車(chē)削加工,即可達(dá)到該軸的尺寸要求。
  由于45號(hào)鋼碳當(dāng)量大,在焊接時(shí)熱影響區(qū)的淬硬傾向較大,容易產(chǎn)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(yīng)力。為減小焊接變形,提高焊縫質(zhì)量,采取焊前預(yù)熱措施,機(jī)加工前再對(duì)零件進(jìn)行相應(yīng)的熱處理,以減緩冷卻速度,方便氫的擴(kuò)散逸出,防止產(chǎn)生冷裂紋,消除焊接應(yīng)力。熱處理后再對(duì)焊接部位按照要求進(jìn)行車(chē)削加工,即可達(dá)到該軸的尺寸要求。

1.焊前準(zhǔn)備

  (1)?選擇設(shè)備及材料
  鑒于施工現(xiàn)場(chǎng)條件,對(duì)該軸采用手工電弧焊焊接方法。焊接設(shè)備采用 BX1-330型交流焊弧機(jī)。電源采用直流電源,反極連接(焊條接正級(jí))。為提高焊縫的抗裂性能及強(qiáng)度,焊接材料采用低氫型J507(E5015)堿性焊條進(jìn)行焊接,焊接前將焊條進(jìn)行1~2 h烘焙,使其溫度達(dá)到350 ℃,然后存放在100~150?℃的保溫箱中,使用時(shí)取出放在干燥筒內(nèi)。Ⅰ、Ⅱ?qū)雍缚p用直徑3.2 mm焊條,以減小焊接應(yīng)力。以后焊縫用直徑4 mm焊條,以提高工作效率。
  (2)?設(shè)計(jì)焊接坡口及間隙
  焊接前將該軸斷裂部位加工平整,同時(shí)為減小焊接應(yīng)力,在焊接坡口的設(shè)計(jì)上采取了一定措施。首先根據(jù)斷裂情況及零件直徑設(shè)計(jì)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(chē)刀進(jìn)行坡口加工。為避免應(yīng)力集中,坡口各部位應(yīng)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(chǎn)生。焊接間隙對(duì)焊縫質(zhì)量也有重要影響,間隙過(guò)小易產(chǎn)生未焊透或焊縫堆積過(guò)高的缺陷,間隙過(guò)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(jī)打磨,進(jìn)行除銹處理。氧化皮可直接采用砂輪機(jī)打磨進(jìn)行清除,對(duì)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(shí),為防止焊接變形,應(yīng)在坡口處加定位塊,以保證焊縫間隙相等。為避免該軸產(chǎn)生焊接變形,定位點(diǎn)焊位置選在定位塊兩側(cè)。由于45號(hào)鋼的可焊性一般, 焊前采用乙炔火焰將焊縫兩側(cè)約50~80 mm的部位預(yù)熱到150~200 ℃,以降低整個(gè)焊接區(qū)域的冷卻速度,防止產(chǎn)生裂紋。
  焊接Ⅰ、Ⅱ?qū)雍缚p時(shí),盡量采用小電流、低電壓、慢焊速,即小能量焊接法,且焊層應(yīng)薄些(不大于2 mm),但要焊透,短弧焊不擺動(dòng)。焊接時(shí)應(yīng)隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)均勻施焊,每焊完1層焊縫,應(yīng)對(duì)焊縫進(jìn)行外觀目視檢查,若有氣孔、夾渣和裂紋等,應(yīng)使用碳弧氣刨清除焊縫缺陷,經(jīng)補(bǔ)焊后方可以繼續(xù)施焊。當(dāng)焊至定位塊高度時(shí),待焊縫冷卻溫度不低于200 ℃時(shí),打掉定位塊,繼續(xù)施焊。堆焊高度應(yīng)超過(guò)原軸直徑,留出足夠的機(jī)加工余量。各道焊縫工藝參數(shù)如附表所示。

3.焊后處理及機(jī)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(yīng)力,可用乙炔火焰將焊縫區(qū)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(wú)氣孔、夾渣、未熔合、飛濺和咬邊現(xiàn)象。檢查外觀合格后,將輸出軸焊接部位重新車(chē)外圓和端面至要求尺寸即可。


  上述修復(fù)方法簡(jiǎn)便實(shí)用,修復(fù)成本低。經(jīng)驗(yàn)證,修復(fù)后的輸出軸在強(qiáng)度、精度等方面完全可以滿(mǎn)足減速器使用要求。
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