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大型鑄鋼軋機軸承座常見缺陷修復(fù)

2018-06-25

敬海尚　柏巧珍

　　摘　要：針對大型鑄鋼軸承座存在的鑄造缺陷，通過對其缺陷的分析，提出相應(yīng)的修復(fù)方法以及不同的缺陷采取相應(yīng)的焊補方法，通過合適的工藝，保證鑄鋼件的質(zhì)量，滿足使用性能的要求。

　　關(guān)鍵詞：軸承座；鑄鋼件；探傷；缺陷；焊接
　　0.概述
　　我公司是國內(nèi)冶金裝備制造的知名企業(yè)，每年承接大量的軋機用大型鑄鋼件軸承座的加工制造業(yè)務(wù)，這些軸承座（見圖1）重量一般為2～15噸不等，是軋機上應(yīng)用較廣典型大型鑄鋼件的關(guān)鍵承載件，它結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工精度要求高，對鑄鋼材料本身的外部、內(nèi)部質(zhì)量要求很高，必須滿足相關(guān)的檢驗標(biāo)準(zhǔn)。但在實際生產(chǎn)中，對于大型鑄件，一些鑄造缺陷是無法避免的，經(jīng)常會發(fā)生各種鑄造缺陷，主要是裂紋、砂眼、粘砂、氣孔、縮孔、夾砂等，必須對這些缺陷進(jìn)行有效處理。本文就大型鑄鋼軋機軸承座在加工制造過程中發(fā)現(xiàn)的鑄造缺陷性質(zhì)的判斷，以及修復(fù)工藝及方法的確定作些系統(tǒng)介紹。

　　1.修復(fù)方法適用范圍
　　1.1軸承座的材料
　　大型軋機用軸承座的材料一般為ZG230-450、ZG270-500和一些合金鋼等常用材質(zhì)。
　　1.2缺陷性質(zhì)判定
　　鑄鋼毛坯鑄造廠都是和我公司長期合作的專業(yè)產(chǎn)生廠家，具有科學(xué)、合理的鑄造工藝，一些比較大的鑄造缺陷會得到較好控制和解決。但是在機加工過程中，從粗加工到半精加工再到精加工到成品也會不時的逐漸顯現(xiàn)出一些比較小鑄造缺陷，經(jīng)觀察，機加工中顯現(xiàn)的缺陷，一般是氣孔、夾渣；也會有一些裂紋缺陷出現(xiàn)，但基本是未穿透性的。針對出現(xiàn)的問題，可缺陷的性質(zhì)、位置和大小以及在不同的加工過程中，提出相應(yīng)的修復(fù)方案。

　　1.3缺陷的范圍
　　一般情況下軸承座UT探傷后可修復(fù)的內(nèi)部缺陷的處理應(yīng)放在粗加工的前后進(jìn)行。軸承座的表面加工后肉眼可見的表面缺陷，對超聲波探傷復(fù)探合格的軸承座，表面缺陷要控制在精加工前處理。

　　1.4缺陷的清除方法
　?。?）線性缺陷（如裂紋等），UT及MT檢查后，確定缺陷的大小、位置及深度。大多采用機加工的方法挖除缺陷，在粗加工狀態(tài)挖除深度原則上不超過本缺陷所在平面壁厚的2/5，圓孔處裂紋挖除深度應(yīng)小于50mm。半精加工狀態(tài)挖除深度不超過本缺陷所在平面壁厚的1/3，圓孔處裂紋挖除深度應(yīng)小于35mm。

　?。?）非線性缺陷（如夾渣、砂眼、氣孔、疏松等），缺陷小的，選擇手槍鉆的方法挖除；對于砂眼，可先用洋沖對砂眼進(jìn)行敲擊使之疏松，再用合金磨頭進(jìn)行打磨直至去除缺陷；對于表面缺陷比較大，需要機床加工去除此區(qū)域的表面缺陷，粗加工狀態(tài)挖除深度原則上不超過本缺陷所在平面壁厚的2/5。半精加工狀態(tài)挖除深度不超過本缺陷所在平面壁厚的1/3。

　?。?）精加工至成品后的表面仍可能存在微小氣孔、砂眼等分散點狀缺陷，采用手工打磨的方法去除缺陷后，采用氬弧焊直接對這些區(qū)域進(jìn)行補焊，補焊完成后用拋光機對補焊表面進(jìn)行手工拋光。

　?。?）表面缺陷或內(nèi)部缺陷挖除后至肉眼觀察不到缺陷存在后，對開挖部位進(jìn)行著色探傷，確認(rèn)無缺陷后再進(jìn)行補焊。
　　1.5修復(fù)方法，采用焊接修復(fù)，氣體保護(hù)焊或氬弧焊
　　1.6補焊前坡口加工要求的準(zhǔn)備
　　實施補焊前，手工打磨或機械加工出合適的有利于焊接坡口（見圖2），圖2中L為坡口寬度，H為坡口深度，L與H存在正比關(guān)系，即H越大，L越寬，L的大小以盡量能滿足焊接實施的原則來確定；當(dāng)H>15mm時，不適合使用電焊條進(jìn)行打底焊，需改用焊絲；坡口底部需有利于打底焊層的圓角R，其中α<15°～30°，R≥5mm。

　　圖2

　　1.7焊接實施

　　（1）焊前清理焊道及兩側(cè)25mm范圍內(nèi)的油、水、鐵銹、渣屑等雜質(zhì)。
　?。?）坡口表面要求必須打磨露出金屬光澤，坡口表面要求用磁粉探傷或著色探傷進(jìn)行檢查，以確認(rèn)缺陷完全清除。
　　（3）對挖除處邊沿進(jìn)行敲擊，使之邊沿均勻凸起，避免焊接后有明顯接縫。
　?。?）考慮到與母材等強度匹配原則和加強抗冷裂紋、熱裂紋能力選用正確焊絲來進(jìn)行補焊。
　?。?）焊前對焊補區(qū)域進(jìn)行局部預(yù)熱，具體根據(jù)不同的材料確定適當(dāng)?shù)念A(yù)熱溫度，可參照以表1，多層焊接時要注意層間溫度的控制。

　　表1 一些常用鑄鋼件軸承座的焊接性

　　（6）焊補時不能咬邊，接層焊接時，不能有氣孔夾砂，焊接完一層后，迅速用小錘敲擊焊縫表面，直至Z后一道焊完，目的減少焊接應(yīng)力和變形，防止裂紋的產(chǎn)生。

　?。?）補焊過程中若發(fā)現(xiàn)裂紋，未熔合，夾渣，氣孔等缺陷，應(yīng)及時處理，在確認(rèn)缺陷已被清除后方可繼續(xù)補焊。
　?。?）焊補后立即用石棉包裹補焊區(qū)域，使之緩冷，避免焊補處因收縮過快而拉開焊縫。
　　1.8焊后對內(nèi)部缺陷修復(fù)部位實施UT，PT探傷檢查，以確保缺陷完全清除；對表面缺陷修復(fù)的部位實施PT檢查，確保表面無裂紋

　　1.9局部退火去應(yīng)力，對進(jìn)行了較大范圍的挖補焊接，則要進(jìn)行局部退火去應(yīng)力
　　具體可采用電熱毯柜控制溫度進(jìn)行局部加熱保溫的方法。有特殊要求的要進(jìn)退火爐進(jìn)行退火。
　　2.總結(jié)
　　軸承座由于鑄鋼時候產(chǎn)生的一些不可避免缺陷，通過合理修復(fù)手段，處理常見缺陷，同時針對不同類別的缺陷采取相應(yīng)的焊接工藝，不但保證產(chǎn)品性能，而且取得了顯著的經(jīng)濟效益，供同行的有關(guān)技術(shù)人員參考。
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來源：《科技致富向?qū)А?015 (5)