摘要：鞍鋼煉鐵總廠燒結(jié)臺(tái)車在使用過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)由于臺(tái)車輪里的軸承損壞，從而造成臺(tái)車軸嚴(yán)重磨損等故障，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致臺(tái)車輪從軸上脫落。由于維修工期要求緊、備品供應(yīng)不上等原因，利用焊接技術(shù)對(duì)此類臺(tái)車軸進(jìn)行填焊修復(fù)。

關(guān)鍵詞：焊接技術(shù)；燒結(jié)臺(tái)車；臺(tái)車軸；燒結(jié)機(jī)；臺(tái)車裝配 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TF046 文章編號(hào)：1009-2374（2015）28-0081-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.28.039

燒結(jié)臺(tái)車是燒結(jié)機(jī)的主要運(yùn)行部件，主要作用是在燒結(jié)機(jī)頭尾輪之間形成回轉(zhuǎn)鏈。鞍鋼煉鐵總廠現(xiàn)有6條燒結(jié)線，共計(jì)830臺(tái)臺(tái)車運(yùn)行。由于燒結(jié)線上的作業(yè)環(huán)境非常惡劣，如溫度高、粉塵大、臺(tái)車載重大等原因，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)由于軸承嚴(yán)重?fù)p壞造成臺(tái)車軸磨損等故障，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致臺(tái)車輪從軸上脫落。每當(dāng)發(fā)生此故障時(shí)，經(jīng)廠領(lǐng)導(dǎo)、工程技術(shù)人員與焊工技師共同進(jìn)行探討，決定可以應(yīng)用焊接技術(shù)對(duì)臺(tái)車軸進(jìn)行修復(fù)使用。

1 臺(tái)車軸修復(fù)工藝的分析及修復(fù)方案的確定

1.1 臺(tái)車軸材料成分及適用

該臺(tái)車軸材質(zhì)為45#鋼，其45#鋼的化學(xué)成分C：0.42～0.48；Μn：0.17～0.18；Si：0.17～0.37；P：≤0.04；S：≤0.04。其中力學(xué)性能δs：360MPa；δb：610MPa；δ%：16。

45#鋼適用于要求強(qiáng)度較高、韌性中等的零件，通常在調(diào)質(zhì)、正火狀態(tài)下使用。表面淬火硬度一般為HRC40～50，例如齒輪、齒條、鏈輪、軸、鍵、銷、壓縮機(jī)及泵的零件和軸輥等。

1.2 焊接材料的選擇

臺(tái)車軸材料為45#鋼，根據(jù)焊接件的力學(xué)性能、成分及焊接的綜合因素，選擇焊條材料為J506，其化學(xué)成分C：≤0.08；Si：≤0.09；Μn≤1.60；Cr：0.20；Ni：0.3；S：≤0.035；P：≤0.04。其中力學(xué)性能δs：≥400MPa；δb：≥490MPa；δ%：22。焊接過(guò)程選擇的電流當(dāng)焊條直徑為2.5mm時(shí)，選用電流70～90A；焊條直徑為3.2mm時(shí)，選用電流90～130A；焊條直徑為4.0mm時(shí)，選用電流130～150A；焊條直徑為6.0mm時(shí)，選用電流150～190A。

1.3 焊接位置的確定

與軸承配合的軸臺(tái)表面如圖1所示：

2 臺(tái)車軸焊接修復(fù)工藝

2.1 焊接方法

手工電弧焊。

2.2 裂紋部位的預(yù)加工

裂紋兩端鉆止裂孔，裂紋部位開坡口，坡口應(yīng)為裂紋全長(zhǎng)和全深，以防裂紋再度發(fā)生，并保證焊縫與基體良好結(jié)合。

2.3 焊條的選擇

選擇堆焊條前要了解零件的材料、力學(xué)性能、熱處理狀態(tài)、堆焊部位的工作條件及技術(shù)要求。通常根據(jù)磨損面的硬度要求選用相同硬度的堆焊焊條。45#鋼使用中碳鋼焊條J506，用堆焊方法恢復(fù)零件的尺寸，應(yīng)根據(jù)所需堆焊層的厚度選擇焊條直徑。當(dāng)焊條層厚度<1.5mm時(shí)，焊條直徑為3.2mm，1層堆焊；焊條層厚度<5mm時(shí)，焊條直徑為4～5mm，1～2層堆焊；焊條層厚度>5mm時(shí)，焊條直徑為5～6mm，>2層堆焊。在焊接時(shí)，焊條應(yīng)保持干燥、清潔，焊條在使用前應(yīng)在200℃～300℃溫度中保溫1h進(jìn)行烘干，以減少堆焊層的氣泡。

2.4 焊機(jī)

采用交流、直流焊機(jī)均可。

2.5 施焊區(qū)處理

對(duì)臺(tái)車軸焊接處，進(jìn)行清理油污、鐵銹、氧化皮及其他對(duì)焊接有害的物質(zhì)徹底清除干凈。

2.6 電弧長(zhǎng)度選擇

熔池底到焊條端的距離稱為弧長(zhǎng)。焊條電弧焊中，電弧過(guò)長(zhǎng)，會(huì)出現(xiàn)電弧燃燒不穩(wěn)定，增加金屬飛濺，熔深減小，而且融化金屬?gòu)暮笚l上滴下穿過(guò)空氣的距離長(zhǎng)，易與空氣中氧氮發(fā)生作用，產(chǎn)生氣孔，使焊條縫質(zhì)量變劣。因此，在焊接時(shí)力求使用短弧，一般要求弧長(zhǎng)不超過(guò)焊條直徑。

2.7 施焊人員

焊工由經(jīng)驗(yàn)豐富的師傅進(jìn)行施焊。

2.8 施焊環(huán)境

應(yīng)在無(wú)風(fēng)、灰塵較小的環(huán)境進(jìn)行施焊。

2.9 焊接應(yīng)力的釋放

當(dāng)臺(tái)車軸修補(bǔ)部位堆焊完后，然后對(duì)焊接部位進(jìn)行加溫至300℃～400℃左右進(jìn)行退火，并保溫半小時(shí)以上，然后進(jìn)行慢冷，在實(shí)際工作中，臺(tái)車軸埋在石灰中緩慢冷卻，使焊接產(chǎn)生的殘余應(yīng)力能夠充分釋放，便于以后切削加工以致最后裝配完成。

常用的退火方法有完全退火、球化退火、去應(yīng)力退火。

3 堆焊的操作過(guò)程及切削加工

3.1 操作過(guò)程

首先把所需堆焊部位清理干凈，然后對(duì)施焊部位及周邊進(jìn)行預(yù)熱100℃～150℃左右，再按圖1的焊接施焊區(qū)域進(jìn)行堆焊。在施焊過(guò)程中，如果堆焊層不能一次性完成，每施焊一層焊縫，就要對(duì)焊縫進(jìn)行清理溶渣，清理干凈后，再進(jìn)行施焊。施焊軸頸到要求尺寸后，然后進(jìn)行焊接殘余應(yīng)力釋放。

3.2 堆焊層的切削加工

3.2.1 刀具材料選擇。由于堆焊層有一定的硬度和耐磨性，且切削時(shí)振動(dòng)與沖擊較大。因此，粗加工時(shí)宜選用韌性較好、抗彎強(qiáng)度高不易崩刃的刀具，如用YG8、YT5等。精加工時(shí)宜選用硬度較高、耐磨性好且抗沖擊的硬質(zhì)合金，如YT15。

3.2.2 切削步驟。切削操作時(shí)，要遵循先粗車、然后半精車、最后精車的原則，達(dá)到圖紙的尺寸公差及表面粗糙度要求。提高加工精度是提高裝配精度的前提條件之一。

4 臺(tái)車裝配

第一，清點(diǎn)各零件，去毛刺，并自檢各零件尺寸，合格后方可裝配。

第二，臺(tái)車的四個(gè)車軸與臺(tái)車孔的裝配采用選配法，保證軸與孔的過(guò)盈量在0.05～0.09mm范圍內(nèi)，采用熱脹配合法裝配。用電磁感應(yīng)加熱器同時(shí)加熱臺(tái)車四軸孔，溫度控制在160℃左右，加熱時(shí)間50分鐘，臺(tái)車軸孔膨脹量在0.2～0.3mm左右，然后將臺(tái)車軸迅速裝入臺(tái)車孔內(nèi)。裝配前檢查臺(tái)車軸油孔有無(wú)鐵屑，油孔是否通暢。車軸與臺(tái)車孔裝配如圖2所示：

第三，將滾套和卡輪、定距環(huán)依次裝入軸上。

第四，軸承的裝配應(yīng)先把車輪加熱到200℃，然后把軸承裝入車輪里保溫，保溫30分鐘后，軸承內(nèi)圈溫度即可達(dá)到100℃以上，然后把車輪和軸承一同裝入臺(tái)車軸上，注入潤(rùn)滑脂量應(yīng)占整個(gè)腔內(nèi)體積的2/3左右。車輪安裝后應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)自如，無(wú)卡阻或晃動(dòng)現(xiàn)象。

第五，將防磨板、密封板、欄板、隔熱墊、篦條分別裝在臺(tái)車體上。裝配完成的臺(tái)車如圖3所示。

5 加強(qiáng)臺(tái)車綜合管理

（1）修舊利廢，少換新件，要求少割多拆，例如各種螺絲盡可能拆下來(lái)；（2）勤檢查和保養(yǎng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決；（3）臺(tái)車輪腔內(nèi)要定期注入潤(rùn)滑脂，避免軸承缺油損壞；（4）檢查密封板是否損壞，如損壞應(yīng)及時(shí)更換；（5）檢查欄板聯(lián)接螺絲是否松動(dòng)，如松動(dòng)過(guò)大，相鄰兩欄板會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)位，導(dǎo)致物料從錯(cuò)位縫隙中脫落；（6）優(yōu)化技術(shù)資源組合，使每個(gè)作業(yè)組都有能夠承擔(dān)維修主要部位并且修理質(zhì)量可靠的人才；（7）加強(qiáng)全面質(zhì)量管理，一方面加強(qiáng)全員質(zhì)量教育，另一方面加強(qiáng)修理過(guò)程中的質(zhì)量管理，要求管理人員和技術(shù)人員要深入現(xiàn)場(chǎng)，加強(qiáng)指導(dǎo)，幫助解決問(wèn)題；（8）對(duì)結(jié)構(gòu)上薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行改造；（9）對(duì)一些經(jīng)常性故障要進(jìn)行分析，找出原因，有針對(duì)性地采取措施；（10）有計(jì)劃地進(jìn)行逐年更換新臺(tái)車。

6 結(jié)語(yǔ)

2012年有一批臺(tái)車，由于臺(tái)車體損壞無(wú)法修復(fù)，而臺(tái)車軸有不同程度的磨損，可以利用焊接技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)修復(fù)。重新裝配后，經(jīng)過(guò)一年多的使用，沒有發(fā)現(xiàn)因臺(tái)車軸焊補(bǔ)而造成彎曲、斷裂等故障，臺(tái)車運(yùn)行正常。通過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)，利用焊接技術(shù)修復(fù)的臺(tái)車軸具有較好的使用效果。

參考文獻(xiàn)

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[2] 勞動(dòng)部培訓(xùn)司.金屬材料與熱處理（第三版）[M].北京：中國(guó)勞動(dòng)出版社，1985.

作者簡(jiǎn)介：王延朝（1975-），男，鞍鋼重機(jī)公司冶煉設(shè)備廠機(jī)械工程師，研究方向：技術(shù)管理。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）