空气锤零件的堆焊修复

空气锤的堆焊修复摘要介绍了用手工电弧堆焊的方法将一些空气锤零件修复的实例，对延长空气锤零件的使用寿命、节约生产成本有一定的参考价值。关键词空气锤堆焊修复RepairofAirHammerbyBeadWeldingWanWeiguoAbstract：Livingexamplesinrepairofairhammerpartsbymanualbeadweldingofelectricalarehavebeenintroduced,whichareusefulforlengtheningservicelifeofairhammerpartsandsavingcost.Keywards：airhammer,Beadwelding,Repair空气锤的工作条件十分恶劣，其零件在使用过程中损耗相当大，若使用手工电弧堆焊的方法，及时修复一些损坏报废的零件，则不仅满足了生产急需，而且能节约大量的生产成本。本文将介绍一些空气锤零件堆焊修复的成功实例，以供借鉴。1锤杆活塞部位的堆焊修复某厂在750kg空气锤大修时，用气缸表测得气缸的椭圆度超过规定值，气缸已不能再继续使用，必须镗缸。然而，新镗出的气缸直径为606.5mm，比原设计尺寸扩大6.5mm，这样，锤杆就不能再使用。所以，决定用堆焊的方法焊补锤杆活塞部位，以便与扩孔后的气缸直径匹配。锤杆的材质为45钢，其活塞部位见图1a所示。图1(a)锤杆活塞部位的示意图(b)锤杆活塞部位堆焊示意图选用4.0mm或5.0mm的J507焊条，焊前焊条在250°C烘干3h,焊时直流反接，焊接电流比正常值略小。堆焊前先清除锤杆上的油污并在加热炉内将锤杆整体预热到300C左右，保温4h,出炉后竖立放好。首先堆焊放活塞环的三个槽，全部焊平为止，敲去渣壳后检查有无裂纹，如有，则立即重新焊补，没有即可进行活塞表面的堆焊。堆焊是从最下面的倒角开始，沿表面按螺旋运动轨迹运条进行横平焊，焊条与工件夹角约30。〜40。，如图1b所示。堆焊时采用短弧焊，焊条不摆动，整个焊接过程连续进行，直到焊完为止。堆焊层应留2〜3mm的加工余量。堆焊好的锤杆应立即送入加热炉内，在500〜530C回火4〜5h，出炉空冷，以消除焊接应力。堆焊后的锤杆，经使用证明，从未发生任何异常现象，使用效果好。某厂材质为45钢的750kg空气锤，经长期使用后，由于偏载及锤头锤杆间的配合不当等原因，使锤杆燕尾槽处严重磨损(图2a)。采用如下工艺修复锤杆燕尾。图2(a)锤杆燕尾槽的磨损情况(b)锤杆燕尾槽的堆焊顺序用酸清理堆焊部位的铁锈，用火焰烧去油污，将锤杆平放，用氧乙炔火焰在堆焊部位和附近100mm范围内进行局部预热，预热温度为200〜250°C，注意使预热区域的温度均匀。选用5.0mm的J506焊条，焊时直流反接，顺着槽的方向分两段由下而上多层堆焊，焊接顺序如图2b所示。焊完1〜4面将锤杆翻过来焊5〜8面，最后用J422焊条盖面以便于加工。1、2、5、6面一定要采用横焊法，多层堆焊，堆焊工作一次完成，施焊过程中整体温度不得超过150C。堆焊尺寸是否达到要求，可用燕尾槽标准尺寸样板来检验。用氧乙炔火焰将堆焊区局部加热至500〜550C，将锤杆竖起，埋入烘干后的石灰中，缓冷至室温。一台从波兰进口的500kg空气锤在使用时锤杆的燕尾崩裂，如图3所示。图3锤杆燕尾损坏与修复示意图锤杆的材质相当于45Cr。若将破断的燕尾块焊到原处或直接将破断区填满熔敷金属，则焊接工作量太大且焊接质量不易保证。现采用将锤头上提50mm，重开燕尾槽(图3)再堆焊缺位的方法修复锤杆。这样整个锤杆比原来短50mm，对使用影响不大。缺位的堆焊工艺为：对堆焊表面全部进行了加工打磨，消除锐角和油污；堆焊前对堆焊部位进行探伤，确认无任何裂纹存在；预热温度大于300°C。先用A132焊条焊过渡层，并用引弧板防止火口裂纹；再用J857焊条在过渡层上堆焊，要求交错、分散施焊，注意间隔，消除死角；层间温度严格控制在300C左右°A132焊条焊前经150C、1〜2h的焙烘，J857焊条焊前经350〜400C、2h的焙烘，堆焊工作一次完成。堆焊部位焊后应保温缓冷，条件许可应及时进行600〜650C的消除应力热处理。按上述工艺修复的锤杆燕尾加工性能良好，工件已使用了4年，情况仍良好。4锤砧砧面的堆焊修复750kg空气锤上下砧用45钢制成，其结构见图4。锤砧先进行整体调质处理，砧面再表面淬火及回火。经长时间使用后，砧面的中央部位产生了较严重的凹坑，可采用堆焊方法对其进行修复。图4锤砧结构堆焊前用砂轮磨去表面的氧化皮及裂纹等缺陷，将其预热至300〜400°C。堆焊时可放置在石棉保温箱内或焦炭炉上，以保持预热温度。选用3.2mm或4.0mm的D337焊条堆焊，焊条在250C左右焙烘了1〜1.5h。尽量用小电流短弧焊法，焊条略作横向摆动，焊时直流反接。由于堆焊面积较大，故采用分区、分层堆焊，应注意将各层之间的引弧、收尾接头处错开，各层之间的焊缝可以互成一定的角度，堆焊层不宜太厚，一般以五层为限，以免产生严重裂缝。堆焊时每焊完一层，必须充分冷却后再焊另一层，层间温度控制在300〜350C。堆焊层应留3〜4mm的加工余量。堆焊后将砧放入石棉灰中或炉中缓冷至室温。缓冷后表面硬度较低，可用硬质合金刀具进行加工。为了提高锤砧表面硬度，用氧乙炔火焰将堆焊层和附近表面加热至850C以上，立即将其1/3浸入油中淬火，1min后取出，靠本身的余热进行回火。经淬火、回火后，砧头表面硬度可达HRC45以上。堆焊层允许存在直径小于0.5〜1mm的个别气孔和夹渣，对于直径〉4mm的气孔和夹渣，可在热处理后用A137或A307焊条进行不预热补焊。经堆焊后的锤砧可确保继续使用，如在以后的使用过程中表面再度磨损，可再次进行堆焊修复。5锤砧燕尾磨损的堆焊修复有一台锤的下砧燕尾部严重磨损，生产急需而备件又缺乏，需要利用原砧进行堆焊修复。待修复部位见图5。图5下砧堆焊部位示意图下砧材质为ZG5CrMn-Mo，焊接碳当量为0.95%，焊接性很差。其堆焊修复工艺为：堆焊前用钢丝刷、丙酮等仔细清理堆焊部位，除去锈、油污、氧化渣等污物；在堆焊部位及附近100〜150mm范围内局部预热至300〜350°C。选用4mm和5mm的D397焊条堆焊，焊条经250〜300C、2h焙烘。采用直流反接法。采用短弧快速施焊，共堆焊四层，堆焊层总高为15mm(考虑机加工余量)。第1层用4mm焊条，焊接速度约2~3mm/s；其余各层用5mm焊条，焊接速度约1.2~2.5mm/s。堆焊应一次完成，中途不得间断，除第1层和最后盖面层外，其余各层焊缝焊后即用小锤锤击，以减小和松弛焊接应力，但焊缝温度低于350°C时应停止锤击。焊后立即进行整体回火处理，加热温度为500〜600C，保温3h，随炉冷却。堆焊修复的锤砧燕尾无裂纹等缺陷出现，且机加工性能良好。6铸铁砧座燕尾槽的堆焊修复某厂一台C41—750kg空气锤使用10多年后，砧座燕尾槽尖角处发生崩裂(图6a)。砧座的材质为铸铁，在剧烈的振动和冲击条件下工作，工作环境极为恶劣，存在着较大的交变应力。可采用堆焊方法修复砧座。先对崩裂处进行清理，用气割法把崩裂处凹凸面整平，再用手砂轮磨平待焊处。用手电钻在待焊面上打孔，隔50mm钻一个，孔深15mm。栽上M12的螺栓(6个螺栓割去头及多余部分)，如图6b所示。为了保证砧座的几何尺寸和防止铁水焊补时流失，在焊件的周围用耐火砖造型。同时为了保证堆焊后的尺寸，用10mmX10mm的扁钢按83。的几何形状用J507焊条把扁钢点焊在螺杆上。*a)砧座崩裂示意图(b)砧座的焊前准备示意图(c)修磨后的堆焊部位示意图准备3.2mm的Z248焊条和4mm的J507焊条，烘干备用。第1层用J507焊条打底，直流正接，然后用3把大号焊枪把堆焊面加热至400°C左右，以防焊缝冷却速度过快。其余各层用Z248焊条堆焊，直流正接，进行大电流来回不停堆焊，堆焊焊条角度应偏向铸铁件一边，以防止螺杆和扁钢熔化。堆焊层高度应留约5mm的加工余量。焊后立即用3把焊枪把堆焊处加热至500C左右，然后使其缓慢冷却，以防止产生白口及裂纹。砧座冷却后用手砂轮将堆焊层修磨至所需几何尺寸。如图6c所示。采用上述堆焊工艺修复的砧座已投入使用3年多时间，从未发生崩裂等损坏故障。7皮带轮轴孔的堆焊C41—750型空气锤皮带轮(图7a)材质为灰铸铁，使用中轴孔键槽拉伤、孔径处磨损约0.5mm(孔径磨损后约为85.5mm)。对于该皮带轮的磨损和键槽拉伤可进行堆焊修复(堆焊后将键槽开在原位置或成90。的新位置)。

图7(a)C41—750空气锤皮带轮(b)皮带轮轴孔的堆焊示意图用汽油清洗皮带轮轴孔，然后再用氧乙炔火焰烘烤轴孔，以清除油污杂质。选用3.2mm的Z408焊条，焊前焊条必须烘干。堆焊顺序为先焊键槽，共焊三层，然后依次堆焊整个轴孔，只堆焊一层(图7b)。每道焊