三缸压裂泵驱动齿轮加强筋板根部的裂纹修复

1、匸交发表专家一LB 国学朮发叢网三缸压裂泵驱动齿轮加强筋板根部的裂纹修复摘要：文章介绍了2000型压裂泵车三缸压裂泵驱动齿轮的工作状况以及加强筋板根部出现裂纹的形态，分析了产生裂纹的主要因 素，通过对齿轮材料化学成分分析，研究其焊接性能，确立合适的 预热温度，后热处理方法，选择合适的焊接材料，制定焊接工艺措 施，完成对三缸压裂泵驱动齿轮加强筋板根部裂纹的修复。关键词：三缸压裂泵驱动齿轮；筋板根部裂纹；焊接修复方法； 焊后质量检验在对外部市场返回的2000型压裂泵车进行维护保养过程中，维 护人员发现三缸压裂泵驱动齿轮加强筋板根部出现裂纹。由于这种 全套压裂装备都是从美国进口的，更换齿轮的造价非常

2、昂贵，所以 选择对裂纹进行焊接修复。一、裂纹分析经分析齿轮的材质为35crmo钢，根据这种材质的焊接性能和裂 纹出现的特殊部位来制定最优的焊接工艺路线就是研究的目的。在 焊接过程中，裂纹是最严重的一种工艺缺陷。为提高焊接的工艺质 量和焊件的使用寿命，克服焊接裂纹成为焊接技术中急需解决的首 要问题。产生原因：由于三缸压裂泵驱动齿轮加强筋板根部焊缝焊接残余 应力集中，而且齿轮在整个工作过程中承受的载荷过大，受力情况 复杂，因此很容易会在此处产生脆性裂纹。高强钢焊接时产生冷裂纹的三大因素是钢的淬硬倾向、 焊接接头 的含氢量及其分布和拘束应力的大小。而三缸压裂泵驱动齿轮加强 筋板根部焊缝热影响区产生裂

3、纹的主要因素是焊缝的拘束应力、工 艺顺序及坡口形式等、焊接修复方法的选择经过对三缸压裂泵驱动齿轮的材质、裂纹产生的部位等方面的综 合分析，我们决定选用手工电弧焊对裂纹进行修复。(一)35crmo钢焊接性分析钢材的可焊性主要取决于它的化学成分，钢中的合金元素含量越 高，成分越复杂，对可焊性的影响也越复杂，钢中加入的合金元素 还能促使形成低熔点的物质，这些元素在焊接热循环的作用下，促 使焊缝金属特别是热影响区出现各种不利组织，使性能变差并导致 裂纹的产生。35crmo钢的化学成分见表1:国际焊接学会(ii W推荐用于反映中、低合金钢淬硬和冷裂倾 向的碳当量计算公式为：ceq=c+mn/6+/5+(

4、 ni+cu)/15(%根据公式可以计算出35crmo钢的碳当量为0.70%根据大量试验 得知：当碳当量w0.40%时， 焊接时无淬硬倾向， 可焊性良好；当 碳当量在0.40%0.50%范围内，淬硬倾向不太明显，可焊性尚可； 当碳当量在0.50%0.60%范围内，淬硬倾向逐渐显著，冷裂纹倾向 随之增加，可焊性稍差；当tnii学朮友叢网wwwqikanwang.n论文发表专家一l碳当量0.60%时，属于高淬透性的钢，匸交发表专家一LB 国学朮发叢网冷裂纹倾向更进一步增加，可焊性较差。由此可见，35crmo钢的可 焊性比较差，易产生冷裂纹。（二） 预热温度的选择预热不但能降低冷却速度，延缓800C

5、500C的冷却时间而避免 马氏体转变，还能促使氢的逸出。正确地选择预热和加热温度，有 助于改善焊接接头的组织性能和应力状态，降低焊缝和近焊缝区的 含氢量，因此预热是防止冷裂纹最有效的工艺措施。根据大量的实验证明：当ceq0. 60%时，需要预热200C370C。而35crmo钢的ceq=0.70%，因此需要预热。为了防止焊接热影 响区裂纹的产生，将施焊部位均匀缓慢加热到250C300C，保温1h。由于三缸压裂泵驱动齿轮加强筋板根部焊后进行热处理受到限 制，在不进行热处理的条件下，为减少内应力和改善焊层的性能， 预热温度可以适当高一些。（三） 后热温度的选择如果焊后很快冷却至100C以下氢来不及逸出便会造成严重的延 迟裂纹。采用紧急后热使冷裂纹尚处于潜伏其中，扩散氢就能充分 的由焊缝中逸出，并能减少残余应力和改善组织，对防止延迟裂纹 的产生有显著效果。选用合适的后热温度，可适当降低预热温度和