專利名稱：藥芯焊絲氣保焊焊修耐磨件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及因磨損或掉±央而失效的優(yōu)質(zhì)中碳合魅,才磨機(jī)件的焊補(bǔ)修復(fù)，尤其 涉及用藥芯焊絲氣體保護(hù)電弧焊焊補(bǔ)修復(fù)這些耐磨件的方法。
背景技術(shù)：
優(yōu)質(zhì)中碳合金鋼復(fù)雜表面耐磨機(jī)件審隨時(shí)一般經(jīng)鍛打成形，機(jī)械粗加工、整體 調(diào)質(zhì)處理，獲得有較高強(qiáng)度、適當(dāng)硬度和一定塑韌性的綜合機(jī)械性能，精加工后對(duì)要求耐磨的工作表面進(jìn)行一定深度的表面淬火及低溫回火處理，(如淬硬層在2 mm以 下的用高頻淬火，3—5咖的用中頻淬火)，獲得較高的硬度(如HRC42—46、 HRC46 ""50等)，達(dá)到在使用時(shí)耐磨而具有較長使用壽命的目的(精確配合的機(jī)件在表面 淬火回火后還要進(jìn)行磨削加工)。這種機(jī)件使用中承受較惡劣的工況條件，在多種因 素(如大力矩?cái)D壓、沖擊、彎扭、摩擦及腐蝕等)的作用下，經(jīng)磨料磨損、粘著磨 損、沖擊磨損、應(yīng)力腐蝕等作甩使用一段時(shí)間后,原有的淬硬層被磨掉并加速磨損節(jié) 距發(fā)生變化在而失效,有少數(shù)件個(gè)別部位因材質(zhì)或熱處理存在問題,使用不長時(shí)間工 作表面就被擠碎或掉塊而失效?，F(xiàn)有技術(shù)對(duì)這些失效件的焊補(bǔ)修復(fù)方法是使用手工電弧焊直接進(jìn)行堆焊焊補(bǔ)而 后手工打磨。 一種是使用結(jié)506、結(jié)507焊條經(jīng)予熱后進(jìn)行堆焊，雖然可以達(dá)到焊 上不裂能將就使用的目的，但由于用這種焊條堆焊的焊縫強(qiáng)度硬度均樹氐(還達(dá)不 到基體的強(qiáng)度和硬度)，使用后很快磨損失效，達(dá)不到焊補(bǔ)修復(fù)的目的。另一種是采 用結(jié)857—結(jié)107這種高強(qiáng)度焊條^用較高硬度(如HRC50、 HRC55或HRC60) 的耐磨堆焊焊條進(jìn)行焊接，因工藝不合適加上冷速過快產(chǎn)生焊接裂紋的可能性很大， 使修復(fù)工作無法進(jìn)行，既使在焊接時(shí)未發(fā)現(xiàn)裂紋，但因存在的焊接殘余應(yīng)力較大， 使用過程中也可能出現(xiàn)脆性開裂。使用結(jié)107和高硬度耐磨堆焊焊條焊補(bǔ)后由于硬 度過高還必然對(duì)相嚙合或耦合的機(jī)件造成不良影響，加速其磨損。另外，由于手工 電弧焊電弧燃燒時(shí)焊條的焊芯和藥皮即被溶化形成溶滴，對(duì)于如鏈輪齒、齒輪及花 鏈齒這種復(fù)雜表面的堆焊形狀尺寸控制起來十分困難，在堆焊高度和寬度上都必然
產(chǎn)生較多的贅肉，造成極大的修磨工作量。第三種'修復(fù)方法是先用奧氏體不銹鋼焊 條手工電弧焊堆焊過渡層，再堆焊耐磨工作層。這種方 去如果工藝得當(dāng)，預(yù)熱及緩 冷控制得好，可以避免焊接裂紋的產(chǎn)生，使耐磨工作層和基體有較高的結(jié)合強(qiáng)度， 但同第二種修復(fù)方法一樣，不易控制堆焯層尺寸及形狀，造成相當(dāng)大的修磨工作量， 同時(shí)因工作表面硬度偏高而對(duì)嚙合件產(chǎn)生不良影響，加速其磨損。第四種是碳弧堆 焊合金耐磨粉塊，除具有上述手弧堆焊的缺點(diǎn)外，勞動(dòng)環(huán)境差是其更壞的缺點(diǎn)。由 于目前的技術(shù)不夠穩(wěn)定可靠，這些損壞失效的機(jī)件，特別是關(guān)鍵的傳動(dòng)和受力件(如 刮板輸送機(jī)及轉(zhuǎn)斷幾的主傳動(dòng)鏈輪、大型設(shè)備的齒輪和花鍵軸等)，用戶往往不敢委 托修復(fù)(或試過一兩次后效果不夠理想就不再委托修復(fù)了)，寧愿花大價(jià)錢購買新件， 失效f襯艮廢處理又覺得很可惜，故造成大量積壓，加上有時(shí)無現(xiàn)成的新件更換而停 機(jī)待件使開機(jī)率斷氐而造成的損失，這種浪費(fèi)十分驚人，用戶的生產(chǎn)成本因此而增 加，對(duì)緊缺的社會(huì)資源也慰艮大的浪費(fèi)，比如有些煤機(jī)廠制造大功率刮板運(yùn)輸機(jī)鏈 輪的材料相當(dāng)一部分是從國外進(jìn)口的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種因磨損或掉±央而損壞 失效的優(yōu)質(zhì)中碳合金鋼復(fù)雜型面的耐磨機(jī)件的可靠而經(jīng)濟(jì)實(shí)用的焊補(bǔ)修復(fù)方法。本發(fā)明所述藥芯焊絲氣保焊焊修耐磨件的方法，對(duì)于僅僅因?yàn)槟p而失效的機(jī) 件，經(jīng)徹底清理清洗，認(rèn)離測，確定焊補(bǔ)修復(fù)方案及各處各層的堆焊厚度后，作出清楚的對(duì)位標(biāo)記。對(duì)于磨損深度已經(jīng)超過原設(shè)計(jì)淬硬層1.5 mm以上的部位，采取 預(yù)熱后先用適當(dāng)?shù)膴W氏體不銹鋼藥芯焊絲進(jìn)行氣體保護(hù)電弧堆焊過渡層至原設(shè)計(jì)淬 硬層基部，再用耐磨合金藥芯焊絲進(jìn)行氣體保護(hù)電弧堆焊，至超過原工作表面0.5 —1咖厚度，最后經(jīng)過精細(xì)加工，達(dá)到原設(shè)計(jì)精度要求，對(duì)于因脆性大或受到附加 外力作用而掉塊的部位，先用60(h-700Ma級(jí)優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼焊條經(jīng)予熱后進(jìn)行手工電 弧堆焊恢復(fù)基體形狀和尺寸至留有2 mm左右堆焊過渡層的欠量，然后按前述磨損失 效的部位焊補(bǔ)修復(fù)方法進(jìn)行過渡層和耐磨工作層的堆焊。本發(fā)明所述的藥芯焊絲氣保焊焊修耐磨件的方法，涉及用奧氏體不f辯B藥芯焊 絲氣體保護(hù)電弧焊經(jīng)預(yù)熱后堆焊過渡層。用優(yōu)質(zhì)中碳合金鋼制造的工作表面形狀復(fù) 雜的耐磨機(jī)件，為了承受工作條件下的拉、壓、彎、扭、剪、擠、摩擦(鏈輪是大 力矩條件下的干摩擦)等一種或多種受力的境遇，下料鍛打(自由鍛或模鍛)并經(jīng)粗加工后都要進(jìn)行整體調(diào)質(zhì)處理(淬火后高溫回火)，處理后硬度為HB245--270 的中高硬度(相當(dāng)于HRC25—27)，其金相組織為晶粒很細(xì)的回火馬氏體加貝氏體， 焊接性很差，焊接時(shí)不采取相應(yīng)的措施就很容易出現(xiàn)焊接裂紋而造成修復(fù)失敗。焊 接前對(duì)待焊部位及周圍30~80 mm范圍內(nèi)進(jìn)行中等溫度的預(yù)熱，就是為了減小焊接處 與基體的溫度差別，減小焊接應(yīng)力，延緩焊后冷卻速度，避免焊接裂紋的產(chǎn)生。含 鈦奧氏體不銹鋼固態(tài)時(shí)任何溫度下都是奧氏體，塑性好、韌性好，高溫下晶粒不易 ffl3i長大，藥芯熔化后經(jīng)過冶金反應(yīng)產(chǎn)生向焊縫滲入有用合金和去氫的作用，使過 渡層與基體、過渡層與和耐磨層之間都能獲得良好的結(jié)合，選用合適牌號(hào)的奧氏體 不銹鋼藥芯焊絲可以獲得比基體略低的抗拉3艘，良好的塑性，特別是較高的沖擊 韌性的綜合機(jī)械性能，可以充分地滿足整體的承載能力。本發(fā)明對(duì)于一些復(fù)雜耐磨工作表面(如鏈輪、齒輪、花鍵等)的焊補(bǔ)考慮了采 用工裝模具、檢驗(yàn)樣板精確量具等，使各部位的焊補(bǔ)都能處于最佳和較佳的焊銜立 置(平焊或半立焊)，并能方便地控制焊補(bǔ)厚度，加上氣體f，焊一IS用n.6raffl 藥芯焊絲，僅相當(dāng)于常用的# 3.2咖、多4咖電焊條單位長度上的體積的1/4—1/7， 故更能方便地控制焊縫高度及其成形。焊接過程產(chǎn)生的有害氣體總量比手工焊少約 1/2，比碳弧焊少2/3以上，對(duì)焊工健康及周圍環(huán)境有利。采用C02氣體進(jìn)行保護(hù)時(shí)，其焊補(bǔ)成本略高于手工電弧焊，但由于焊后修磨工 作量僅相當(dāng)于手工電弧焊補(bǔ)后的1/2—1/3，故總成本是降低的，采用氬氣保護(hù)焊時(shí), 其焊補(bǔ)成本相當(dāng)于手工電弧焊的約1.8倍，但由于焊后的修磨量僅相當(dāng)于手工電弧 焊補(bǔ)后的1/4一1/6，故總成本與手工電弧焊可以持平。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)結(jié)合礦用刮板輸送機(jī)主傳動(dòng)鏈輪組焊補(bǔ)修復(fù)說明如下本發(fā)明所述藥芯焊絲 氣體傲戶電弧焊焊補(bǔ)修復(fù)耐磨件的方法，涉及認(rèn)離測，確定各部位各層次的焊補(bǔ)厚度，并作好對(duì)位iH己，經(jīng)預(yù)熱使用含鉻鎳鈦合金的奧氏體藥芯焊絲氣體傲戶焊X寸基體磨損或掉塊的部位堆焊過渡層，堆焊時(shí)隨時(shí)檢測，認(rèn)真控制焊補(bǔ)厚度，而后用 相應(yīng)的耐磨合金藥芯焊絲進(jìn)行氣體保護(hù)電弧焊堆焊耐磨工作層，焊補(bǔ)中進(jìn)行隨時(shí)檢測，使耐磨堆焊層高度僅留有0.5—1咖的加工修磨余量。堆焊時(shí)由工裝保證使焊接 處于有利位置，并由?？蚝蜋z驗(yàn)樣板等既保證齒的兩頂雌焊至啦，又基本無修磨量， 齒形輪廓及弧形鏈窩的修磨裕量控制在imm之內(nèi)，最后進(jìn)行人工修磨，用精細(xì)樣板
及量具隨時(shí)檢測，直到完全達(dá)到制造廠的出廠尺寸和形狀位置精度。ftt量較大時(shí)， 則應(yīng)在專用銑(磨)設(shè)備上由相應(yīng)的工裝卡量刃具進(jìn)行精細(xì)加工來保證各齒分度準(zhǔn) 確及加工精度，達(dá)到制造廠出廠標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明對(duì)于一些復(fù)雜耐磨工作表面(如鏈輪、 齒輪、花鍵等)的焊補(bǔ)考慮了采用工裝模具、檢驗(yàn)樣板精確量具等，使各部位的焊 補(bǔ)都能處于最佳和較佳的平焊或半立焊的焊接位置，并能方便地控帝l脾補(bǔ)厚度，加上氣體保護(hù)焊一，用# 1.6 ,藥芯焊絲，僅相當(dāng)于常用的# 3.2咖、- 4 mm電焊條 單位長度上的體積的1/4一1/7，故更能方便地控制焊縫高度及其成形。焊接過程產(chǎn) 生的有害氣體總量比手工焊少約1/2，比碳弧焊少2/3以上，對(duì)焊工健康及周圍環(huán)境 有利。使用本發(fā)明藥芯焊絲氣體保護(hù)焊焊補(bǔ)修復(fù)耐磨件的方法，可以獲得優(yōu)質(zhì)堆焊焊 縫，使新的耐磨工作層通過過度層與原來的基體達(dá)到良好的結(jié)合，獲得相當(dāng)于原淬 硬工作層與基體結(jié)合的強(qiáng)度和承載能力，產(chǎn)生焊接裂紋的可能性極小。由于新的耐 磨工作層整個(gè)厚度上性能一致，而制造廠表面淬火處理獲得的淬硬層的硬度由外向 內(nèi)是逐漸降低的，所以新方法焊補(bǔ)的耐磨件的耐磨層f頓壽命比制造廠出廠新件要 高一些。由于新的耐磨工作層的表面硬度與制造廠出廠時(shí)的表面硬度基本相當(dāng)，且 具有比表面淬火低溫回火處理方法更好的塑韌性，所以不會(huì)惡化相嚙合件的工作條 件，裝機(jī)使用運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，受到用戶好評(píng)，可廣泛應(yīng)用于礦山井下刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載 機(jī)的鏈輪組及其他設(shè)備的大型鏈輪，各種大型齒輪(模數(shù)大于8mm以上)大型花鏈 軸花鏈(齒高6mm以上)的焊補(bǔ)修復(fù)。
權(quán)利要求
1、一種藥芯焊絲氣保焊焊修耐磨件的方法，其特征在于在對(duì)機(jī)件徹底清洗后進(jìn)行認(rèn)真的檢測，確定修復(fù)方案和各部位各層次的焊補(bǔ)尺寸并作好對(duì)位標(biāo)記，對(duì)于超過原淬硬工作層深度的基體磨損和掉塊缺損的部分經(jīng)中溫預(yù)熱后使用藥芯焊絲氣保護(hù)焊焊補(bǔ)恢復(fù)基體尺寸，能獲得與基體性能基本相當(dāng)而沖擊韌性更好的過渡層焊縫，再用相應(yīng)的藥芯焊絲氣體保護(hù)焊堆焊耐磨工作層，獲得比原淬硬層具有更優(yōu)秀品質(zhì)的耐磨工作層，堆焊時(shí)使用相應(yīng)的定位成形工裝及檢測工具，使焊接各部位時(shí)均處于最有利的平焊位置或較有利的半立焊位置，堆焊時(shí)能較為精細(xì)地控制各堆焊層焊縫的尺寸和形狀，大大減少最后修磨加工的工作量。
2、 根據(jù)權(quán)利要求i所述的藥芯焊絲氣保焊焊修耐磨件的方法，其特征在于對(duì)機(jī) 件進(jìn)行清洗后認(rèn) 測損壞磨損的尺寸，確定修復(fù)方案和各部位各層次的焊補(bǔ)尺寸并作好對(duì)位^H己，以按實(shí)際需要進(jìn)行焊補(bǔ)施工。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的藥芯焊絲氣保焊焊修耐磨件的方法，其特征在于對(duì)超 過原淬硬工作層深度的基體磨損和 掉塊的部分經(jīng)均勻地中溫預(yù)熱后使用含鉻鎳 鈦合金能使焊縫形成常溫奧氏體組織的藥芯焊絲氣術(shù)，焊堆焊，以獲得具有良好 綜合機(jī)機(jī)械性能，特別是較高沖擊韌性的過渡層焊縫。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的藥芯焊絲氣保焊焊修耐磨件的方法，其特征在于使用 低碳高合金為套殼的藥芯焊絲氣體f跟驗(yàn)過渡層上堆焊耐磨工作層，獲得比原淬 硬層具有更優(yōu)秀品質(zhì)的焊縫。
5、 根據(jù)權(quán)禾頓求1戶腿的藥芯焊絲氣保焊焊修耐磨件的方法，其特征在于堆焊 時(shí)寸頓相應(yīng)的定位成型工駄檢測工具，使各部位堆焊時(shí)被焊部位均處于最有禾啲 平悍焊樹立置或較有禾啲半立焊焊樹立置，堆焊時(shí)能較為精確地控制各堆焊層的焊 縫尺寸和形狀，大大減少最后修磨加工的工作量。
全文摘要
藥芯焊絲氣保焊焊修耐磨件的方法，涉及對(duì)損壞件清洗檢測后確定焊補(bǔ)修復(fù)方案及各部位各層次焊補(bǔ)所用藥芯焊絲牌號(hào)及焊補(bǔ)厚度，對(duì)基體認(rèn)真預(yù)熱后先用含鉻鎳鈦合金能形成常溫奧氏體組織的藥芯焊絲在氣體保護(hù)下堆焊過渡層焊縫，在過渡焊縫上選用既能使工作層焊縫耐磨又具有一定塑韌性的藥芯焊絲在氣體保護(hù)下堆焊耐磨工作層，堆焊過程中使用工裝模具及檢測樣板和量具，使具有復(fù)雜形狀工件的堆焊處于平焊或半立焊的有利焊接位置，認(rèn)真對(duì)照最初檢測所確定的相關(guān)部位各層次的補(bǔ)焊厚度，控制堆焊層尺寸，最大限度地減少耐磨層的加工裕量，最后經(jīng)精細(xì)加工修磨，本發(fā)明應(yīng)用先進(jìn)可靠的焊接技術(shù)和先進(jìn)焊接材料，整體效率高，焊縫質(zhì)量得到充分保證。
文檔編號(hào)B23K9/16GK101112730SQ200710016239
公開日2008年1月30日 申請(qǐng)日期2007年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月25日
發(fā)明者王大志 申請(qǐng)人:王大志