專利名稱：大型往復(fù)式壓縮機曲軸裂紋手工氬弧焊冷態(tài)焊接修復(fù)技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及焊接技術(shù)領(lǐng)域，特別是大型設(shè)備的冷態(tài)焊接修復(fù)技術(shù)。
背景技術(shù)：
目前針對大型往復(fù)式壓縮機曲軸軸頸裂紋缺陷的處理手段既單一又無奈。淺表微 裂紋一般采用磨削后配裝相應(yīng)小尺寸的軸承，或者激光熔敷后磨削到相關(guān)尺寸，但前提條 件是保證曲軸強度和不影響裝配的技術(shù)指標(biāo)；而對于深度裂紋，尤其是出現(xiàn)在曲軸軸頸和 與曲柄接壤的R處的深度裂紋，由于該處裂紋擴展將直接導(dǎo)致曲軸斷裂，因此習(xí)慣的處理 辦法基本是廢棄不用更換合格備件來恢復(fù)機器的原有功能，而沒有備件儲備的機組只能停 車待援。國內(nèi)外也有過對大型曲軸深度裂紋缺陷修復(fù)的嘗試，如采用“預(yù)熱填焊后熱處理 再校正”的修理方法，這種傳統(tǒng)意義上的焊接經(jīng)實踐證明始終有道邁不過去的坎，那就是焊 接熱應(yīng)力和熱變形帶來的曲軸失效。曾經(jīng)有容忍曲拐熱變形的嚴(yán)重超差指標(biāo)強行裝機運行 的案例，結(jié)果只能是運行不下去停機等待換軸，或者投入運行幾天就發(fā)生曲軸斷裂造成重 大機械事故。目前國內(nèi)外有不少曲軸斷裂事故分析的論文和專著，結(jié)論多是針對曲軸設(shè)計、 制造的改良，而具有推廣價值、行之有效、工藝便捷的大型往復(fù)式壓縮機曲軸裂紋修復(fù)技術(shù) 至今還沒有出現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決大型往復(fù)式壓縮機曲軸產(chǎn)生裂紋、磨損、彎曲、變形等非損毀性缺 陷修理存在的技術(shù)風(fēng)險高、成功率低、采用傳統(tǒng)焊接工藝熱應(yīng)力和熱變形所至的曲軸失效 易造成重大機械事故等技術(shù)問題，以提供一種在常溫狀態(tài)下即可完成焊接；工藝簡捷；焊 件不需要預(yù)熱、焊接、熱處理、機械校正工序和大型的配套設(shè)施；修復(fù)技術(shù)可靠、便捷、經(jīng)濟、 安全的大型往復(fù)式壓縮機曲軸裂紋手工氬弧焊冷態(tài)焊接修復(fù)技術(shù)。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。本發(fā)明的大型往復(fù)式壓縮機曲軸裂紋手工氬弧焊冷態(tài)焊接修復(fù)技術(shù)，由如下步驟 構(gòu)成a)清除待修復(fù)曲軸頸裂紋，調(diào)整曲軸主軸頸的同軸度偏差小于0.05mm、曲軸頸與 母線的平行度偏差小于0. 05mm ；b)進行待修復(fù)曲軸鍛鋼焊接工藝評價；c)將待修復(fù)曲軸吊裝就位于車床，車床卡盤與中心架支撐并找正，脫開離合器手 動卡盤旋轉(zhuǎn)配合手工氬弧焊施焊；d)劃線分區(qū)三次施焊，補焊至機加工尺寸；e)施焊過程的變形檢測與控制；f)磨削機加工。本發(fā)明的大型往復(fù)式壓縮機曲軸裂紋手工氬弧焊冷態(tài)焊接修復(fù)技術(shù)，其中所述步驟b中待修復(fù)曲軸鍛鋼工藝評價包括a)評定焊接產(chǎn)生的延遲性裂紋傾向，并進行熱裂紋和冷裂紋試驗予以驗證；b)評定焊接產(chǎn)生的熱應(yīng)力和熱變形影響，校核曲軸最危險截面的靜強度和疲勞強度。本發(fā)明的大型往復(fù)式壓縮機曲軸裂紋手工氬弧焊冷態(tài)焊接修復(fù)技術(shù)，其中所述步 驟c中車床為C650。本發(fā)明的大型往復(fù)式壓縮機曲軸裂紋手工氬弧焊冷態(tài)焊接修復(fù)技術(shù)，其中所述步 驟d中三次施焊的方式分別為底層補坑填焊、半圓補焊、整圓補焊。本發(fā)明的大型往復(fù)式壓縮機曲軸裂紋手工氬弧焊冷態(tài)焊接修復(fù)技術(shù)，其中所述步 驟e中施焊過程的變形檢測與控制包括g)曲軸施焊的變形量檢測檢測曲軸主軸頸變形的專用磁力表座安裝在機床導(dǎo) 軌上，監(jiān)測反饋主軸頸水平、垂直兩個方向百分表的數(shù)值變化，測點一 5的位置為聯(lián)軸器端 油封處，測點二 6為曲軸中段最易變形的部位，測點三7在靠近中心架的主軸頸位置，測點 四8為曲軸非聯(lián)軸器端的主軸頸處；h)曲軸施焊的變形量控制焊接過程各監(jiān)測點水平、垂直兩個方向的百分表數(shù)值 無變化時可連續(xù)施焊，如果監(jiān)測點的百分表讀數(shù)有變化應(yīng)立即停止焊接，記錄各監(jiān)測點水 平、垂直兩個方向的百分表數(shù)值，等待曲軸溫度下降至各軸頸水平、垂直兩方向的百分表讀 數(shù)恢復(fù)到焊接前數(shù)值時再進行繼續(xù)焊接；若不能恢復(fù)到焊前數(shù)值時，應(yīng)轉(zhuǎn)動曲軸至變形的 相反方向進行焊接，待各監(jiān)測點百分表數(shù)值變化至焊前讀數(shù)時，停止焊接使曲軸自然恢復(fù) 到原始狀態(tài)，再進行下一步的施焊。 本發(fā)明的大型往復(fù)式壓縮機曲軸裂紋手工氬弧焊冷態(tài)焊接修復(fù)技術(shù)，其中所述步 驟f的磨削機加工包括a)磨削前應(yīng)保證曲軸圖紙要求的最小加工余量以上，精磨至曲軸主軸頸工作尺寸 后無損探傷檢測沒有缺陷；b)檢測殘余變形量和技術(shù)參數(shù)均應(yīng)符合機器裝配指標(biāo)要求消除曲軸原彎曲變 形；保證3150mm長的曲軸各主軸頸同軸度偏差小于0. 05mm、曲軸頸與母線的平行度偏差 小于0. 05mm、主軸頸圓跳動不大于0. 04mm，主軸頸和曲拐軸頸的圓度和圓柱度偏差小于 0. 05mm、曲拐差小于0. 038mm、曲軸頸直線度偏差小于0. 05mm、軸頸表面粗糙度RaO. 8 μ m ； 軸頸表面硬度180 2IOHB。本發(fā)明的有益效果1.在常溫狀態(tài)下即可完成焊接；2.工藝簡捷；3.焊件不需要預(yù)熱、焊接、熱處理、機械校正工序和大型的配套設(shè)施；4.修復(fù)技術(shù)可靠、便捷、經(jīng)濟、安全。


圖1為曲軸結(jié)構(gòu)示意2為曲軸底層補坑填焊次序示意3為曲軸半圓補焊次序示意圖
圖4為曲軸整圓補焊次序示意中標(biāo)號說明11#主軸頸、22#主軸頸、33#主軸頸、44#主軸頸、5測點一、6測點二、7測點三、8 測點四、11車床卡盤、12聯(lián)軸節(jié)端、13鋼性支撐、14中心架、15頂針、21 28底層補坑填焊 次序焊點、31 36半圓補焊次序焊點、41 48整圓補焊次序焊點
具體實施例方式大型往復(fù)式壓縮機曲軸裂紋手工氬弧焊冷態(tài)焊接修復(fù)必須考慮材質(zhì)為45#(或 42CrMo)鍛鋼曲軸的焊接性能，評價焊接性的原則主要包括兩方面的內(nèi)容一是評定焊接 產(chǎn)生工藝缺陷的傾向，為制定出合理的焊接工藝提供依據(jù)，需要進行抗裂性試驗，即熱裂紋 和冷裂紋為主的試驗予以驗證；二是評定裂紋消除后焊接產(chǎn)生的熱應(yīng)力是否影響工件使用 性能和苛刻技術(shù)條件的要求，這主要通過力學(xué)性能試驗予以驗證。曲軸材料為中碳鋼，按國際焊接學(xué)會推薦的工藝焊接性的碳當(dāng)量計算公式CE(IIff) = C+Mn/6+ (Cr+Mo+V) /5+ (Ni+Cu) /15 (% ) = 0. 666%該公式的計算結(jié)果表明45#鋼焊接具有較大的熱裂紋敏感性，多數(shù)情況下焊接需 要預(yù)熱和層間溫度，以降低焊縫和熱影響區(qū)冷卻速度，從而防止產(chǎn)生馬氏體淬火組織(該 組織使焊接處呈現(xiàn)脆性破壞或產(chǎn)生焊接裂紋)，并且焊后還需要立即進行消除應(yīng)力的熱處 理，特別對于承受沖擊載荷的曲軸部件更是如此。抗裂性試驗①手工焊和氬弧焊的常溫下焊接試驗。②小鐵研試驗；三組試板三 種預(yù)熱溫度(80-100°C，100-15(TC，150-20(rC)計算出裂紋率，確定最低預(yù)熱溫度，使用退 火焊道效果試驗。常溫下焊接試驗結(jié)果；不加熱采用鎳基合金焊材在厚度40mm的45#鋼上(挖出長 IOOmmX寬IOmmX深8mm槽)進行補焊，補焊后磨平焊縫表面，冷卻至室溫24小時后，進行 MT、PT、RT檢測，手工氬弧焊的焊接方法結(jié)果合格，無任何焊接缺陷產(chǎn)生。小鐵研試驗結(jié)果；采用鎳基合金焊材，試件預(yù)熱80-100°C施焊和預(yù)熱150-200°C 施焊，均在焊縫金屬上(焊縫中間)出現(xiàn)熱裂紋。分析裂紋產(chǎn)生有以下原因小鐵研試驗是 確定鋼材冷裂傾向的裂紋率，通過試驗確定防止冷裂的預(yù)熱溫度；而鎳基合金焊材熱裂傾 向嚴(yán)重，其焊接坡口角度要求應(yīng)大于70-80°，而小鐵研試驗坡口要求為標(biāo)準(zhǔn)的60°，且是 斜Y形的，坡口角度小，由于焊縫初始結(jié)晶方向的問題，容易在焊縫中間產(chǎn)生熱裂紋，小鐵 研試驗已證實曲軸不適用于預(yù)熱后鎳基合金焊材的施焊。試驗結(jié)果采用鎳基材料常溫下施焊曲軸可以避免熱裂紋的產(chǎn)生。同時，由于曲軸屬于復(fù)雜大型部件，幾何尺寸與形位公差要求極高，若焊接預(yù)熱溫 度、層間溫度和焊后的熱處理溫度控制不當(dāng)，曲軸極易產(chǎn)生嚴(yán)重變形而失效。因此曲軸裂紋 的修復(fù)除了要滿足工藝焊接性外，還必須兼顧曲軸變形量的控制。對于曲軸而言還應(yīng)包括動載疲勞試驗，如果徹底消除深度裂紋后最小的曲軸主軸 頸截面并不足以造成曲軸強度小于安全許用系數(shù)，則可以不作動載疲勞試驗，而簡單有效 的辦法就是校核該曲軸最危險截面的靜強度和疲勞強度。本發(fā)明詳細(xì)結(jié)構(gòu)、應(yīng)用原理、作用與功效，參照附圖1-4通過如下實施方式予以進 一步說明。
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1.待修復(fù)的大型往復(fù)式壓縮機簡介由美國德萊塞蘭(DRESSER-RAND)公司制造、 電機直接驅(qū)動的臥式對稱平衡往復(fù)式壓縮機。機組的主要技術(shù)性能見表1。表1待修復(fù)的大型往復(fù)式壓縮機主要技術(shù)性能 2.曲軸結(jié)構(gòu)曲軸由鍛鋼制造，材料化學(xué)成份和機械性能見表2 (相似國內(nèi)45#鋼)。4拐曲軸 內(nèi)部鉆孔以輸送潤滑油到曲軸頸及連桿大頭瓦。曲軸總長3150mm，主軸頸直徑0279. 4mm。表2曲軸材料的主要化學(xué)成份和機械性能表 3.曲軸裂紋分析對待修復(fù)的大型往復(fù)式壓縮機進行檢測，2#主軸頸表面呈環(huán)形網(wǎng)狀裂紋，裂紋診 斷分析為由于曲軸主軸頸與軸承工作溫度過熱(軸承巴氏合金損毀所至)，軸頸表層被潤滑油冷卻淬火形成內(nèi)應(yīng)力、蠕變發(fā)展成裂紋，在交變的扭轉(zhuǎn)載荷作用下，淺表面微裂紋逐漸 擴展為深度裂紋(6.2mm)。強大的工作載荷已經(jīng)造成0279mmX 3150mm的曲軸彎曲0. 42mm、 最大曲拐差0. 07mm(見表3)，若不及時發(fā)現(xiàn)處理，裂紋繼續(xù)擴展的后果是曲軸斷裂造成事故。為了確認(rèn)裂紋存在的面積和深度，用砂輪手工磨削消除2#主軸頸裂紋，著色、磁 粉無損探傷未見殘裂紋時軸頸最深處磨削約6. 2mm( 0279_的軸徑減小12. 4mm)。表3曲軸彎曲變形檢查數(shù)據(jù) 4.熱裂紋試驗與冷裂紋試驗機加工4塊Φ 150mm，厚度30mm的45#鋼園板，板中部用砂輪磨出長100mm，寬 10mm，深5mm的凹槽，分別采用手工電焊(NiCrFe_3焊條)和手工氬弧焊(NiCr_3氬弧焊焊 絲)焊接，其中包含熱焊和冷焊兩種處理方式。試驗結(jié)果是手工電焊的試件有延遲裂紋，而手工氬弧焊則沒有裂紋產(chǎn)生，采用熱 焊工藝均有可能出現(xiàn)裂紋(預(yù)熱溫度不容易掌握和控制)，因此采用手工氬弧焊的冷態(tài)焊 接工藝進行修補曲軸是較理想的選擇方法。5.曲軸強度校核因消除裂紋2#曲軸頸直徑減小到0267mm (軸頸單邊磨削深度6. 2mm，直徑方向減 少尺寸12.4mm)的最小截面，根據(jù)曲軸自身結(jié)構(gòu)及受力狀況進行最小截面強度校核和受力 分析，每一列的最大切向力與法向力如下從電機端開始為壓縮機第一列。第--列(四級和五級)T=279.IkNR =274.IkN
第二二列(Ξ三級)T=201.8kNR =198.2kN
第三三列(二級)T=157.4kNR =154.6kN
第四列(-一級)T=179.3kNR =176.IkN
輸入平均轉(zhuǎn)矩M =50. 96kN. M 曲軸結(jié)構(gòu)為兩段雙拐軸，根據(jù)受力狀況分析需要校核第一段(即壓縮機曲軸的第 一、二列)。通過計算橫截面的彎矩與扭矩，選擇曲軸危險截面第一列輸入端1#主軸頸截
7面(截面1)和第一列輸出端2#主軸頸磨削后最小直徑0267mm最危險截面(截面2)進行 靜強度和安全系數(shù)計算，同時計算擬恢復(fù)2#主軸頸直徑為0279. 4mm截面(截面3)的靜強 度和安全系數(shù)與之比較安全性。軸頸1水平支反力 87. 4kN軸頸1豎直支反力 88. 9kN軸頸2水平支反力 -11.7kN軸頸2豎直支反力 -lL4kN 6.手工氬弧焊冷態(tài)焊接修復(fù)技術(shù)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)a.焊前徹底清除軸頸裂紋，焊后采用著色、磁探、超探等多種無損探傷手段確認(rèn)修 復(fù)軸頸表、里不存在裂紋或其它缺陷，并且保證3150mm長的曲軸沒有熱變形:1#至4#主軸 頸的同軸度偏差小于0. 05mm、曲軸頸與母線的平行度偏差小于0. 05mm。b.消除曲軸原有0. 42mm的彎曲變形，主軸頸圓跳動不得大于0. 04mm,主軸頸和曲 拐軸頸的圓度和圓柱度偏差小于0. 05mm,c.曲拐差小于0. 038mm,曲軸的主軸頸、曲軸頸直線度偏差小于0. 05mm ；d.修復(fù)軸頸的表面粗糙度RaO. 8 μ m ；軸頸表面硬度180 2IOHB ；e.保證軸頸直徑達0280mm的機加工磨削余量。7.手工氬弧焊冷態(tài)焊接修復(fù)技術(shù)的施工過程曲軸吊裝上C650車床，車床卡盤與中心架支撐、找正，脫開離合器，手動卡盤旋轉(zhuǎn) 配合手工氬弧焊施焊。a.劃線分區(qū)三次施焊三種不同形式的補焊如圖2-4所示，按序號進行底層補坑填焊、半圓補焊、整圓補焊。(一 )底層補坑填焊的要求為1)分八等分；2)基本對稱；3)分層焊接。其施焊步驟手工氬弧焊，直徑巾2.4讓焊絲，材質(zhì)附0-3，焊接電流80 110A， 焊接速度> llOmm/min;焊接方式為轉(zhuǎn)動曲軸進行平焊。焊接時應(yīng)有適當(dāng)運條，防止未熔合 出現(xiàn)，熔深在保證熔合良好的情況下盡可能地減少。固定的測溫點采用熱電偶和紅外線測 溫儀雙重監(jiān)控，焊接溫差<10°C。轉(zhuǎn)動方向和速度均由施焊人員指揮調(diào)整，施焊過程中隨時 觀察曲軸變形測量點的數(shù)據(jù)變化，百分表數(shù)值一旦發(fā)生異常，施焊馬上停止，隨即改變焊接 位置和方向。軸頸所有凹坑全部填焊且連成圓滑弧面；焊后保溫緩慢冷卻，同時監(jiān)控曲軸變 形量，24小時后對整個軸頸面PT檢查，以防延遲性裂紋產(chǎn)生而造成漏檢。( 二)第二次半圓補焊的要求為1)分八等分；2)分散；3)對稱；4)分層。其施焊步驟焊前用鋼絲刷或磨光機磨出金屬光澤，磁探后不見裂紋，補焊后續(xù) 層。補焊長度超過IOOmm時，應(yīng)分段、對稱、逆向施焊。用特制的圓頭小錘進行錘擊，錘擊出 密集小麻點即可。 (三)第三次整圓補焊的要求為1)分八等分；2)對稱；3)分層；4)層間接頭應(yīng)錯開。
其施焊步驟按上述相同步驟施焊。蓋面層后用氬弧焊在焊縫表面再加熱一次作 為退火焊道，掌握曲軸補焊時上拱、冷卻時下拱的微小變形規(guī)律，根據(jù)百分表測得的變形量 大小和方向，在上拱部位的焊縫金屬上用氬弧焊進行加熱校正。每次加熱后保溫緩慢冷卻 到室溫，測得的殘余變形量和方向再次確定氬弧焊加熱的位置、區(qū)域，直至達到加工余量的 0282mm尺寸要求。8.曲軸施焊過程的變形控制與檢測曲軸2#主軸頸焊接過程中，由專人觀察各測量點主軸頸水平、垂直兩個方向百分 表數(shù)值的變化，并認(rèn)真記錄變化情況。施焊前以曲軸0°方向固定曲軸，在測點水平、垂直兩個方向的百分表校核小表讀 數(shù)，盡量使各測點百分表小表讀數(shù)調(diào)整為一致，以便于讀數(shù)、記錄，避免造成讀數(shù)記錄誤差。 垂直方向上的檢測百分表應(yīng)從主軸頸的下方垂直安裝，這樣安裝的最大好處是便于施焊人 員在焊接2#主軸頸時能用余光隨時觀察到百分表的數(shù)值變化，百分表數(shù)值一旦發(fā)生變化， 施焊人員可馬上停止焊接作業(yè)，專人負(fù)責(zé)觀察其它各百分表的數(shù)值變化，隨時與施焊人員 協(xié)調(diào)交流。曲軸施焊中的變形控制焊接過程中2#主軸頸及其它各測點軸頸水平、垂直兩個 方向的百分表讀數(shù)不變化或變化不明顯時，均可連續(xù)繼續(xù)施焊。施焊過程應(yīng)保證循序漸進、 不能魯莽操作施焊，曲軸原則上不進行變形火焰校正。焊接過程中2#主軸頸水平、垂直兩個方向的百分表讀數(shù)有變化或其它測點軸頸 水平、垂直兩個方向的百分表讀數(shù)有變化，均應(yīng)馬上停止焊接，記錄下各測點水平、垂直兩 個方向的百分表讀數(shù)，待曲軸溫度下降，且各軸頸水平、垂直兩個方向的百分表讀數(shù)恢復(fù)到 焊接前的讀數(shù)后再進行繼續(xù)焊接。當(dāng)各軸頸水平、垂直兩個方向的百分表讀數(shù)均恢復(fù)不到焊接前的讀數(shù)時，應(yīng)轉(zhuǎn)動 曲軸至變形相反方向(180° )，重新校核各測點水平、垂直兩個方向的百分表小表讀數(shù)，再 進行焊接，待各測點水平、垂直兩個方向的百分表讀數(shù)變化至先前變形時的讀數(shù)時，停止焊 接，讓曲軸自然恢復(fù)回變形時狀態(tài)，再進行下一步的焊接。曲軸施焊過程的變形量檢測曲軸變形檢測量具的安裝檢測曲軸主軸頸變形的 專用磁力表座直接架裝在機床導(dǎo)軌上，水平、垂直兩個方向直接檢查記錄百分表的數(shù)值變 化情況，曲軸主軸頸測量點的具體位置如圖1所示。即測點一 5的位置在聯(lián)軸節(jié)端油封處， 測點二 6的位置在2#主軸頸的中段打磨較淺處，測點三7的位置在2#、3#主軸頸空位靠近 中心架處，測點四8的位置在4#主軸頸的端面處。曲軸施焊后的變形量檢測利用施焊前曲軸在車床上找正的基準(zhǔn)，粗略車削焊層 外圓周面，待焊肉表面圓整光滑后，對焊接區(qū)域進行磁粉、著色、超聲波等項目的無損探傷 檢查，檢查四個主軸頸的圓跳動值并與未施焊前的數(shù)值對比，無明顯變形還應(yīng)該繼續(xù)檢查 曲拐差、主軸頸直線度、曲拐頸平行度等形位公差的變化。9磨削精加工磨削前最小加工余量尺寸應(yīng)保證0281mm 0282mm，精磨至曲軸主軸頸的工作尺寸 0279. 365mm，無損探傷檢測無缺險，檢查的殘余變形量和技術(shù)參數(shù)均應(yīng)符合機器裝配指標(biāo) 要求。以曲軸1#、4#主軸頸找正且用尾座頂針孔定位，主軸頸跳動值檢測如下1#3#4# 磨削主軸頸至0279. 358mm的標(biāo)準(zhǔn)值，手工打磨曲軸R倒角，修磨油孔。最終檢測得 到的數(shù)據(jù)如下主軸頸跳動值 曲軸上數(shù)控中心以1#、4#主軸頸母線為基準(zhǔn)找平，測得直線度為1# 2# 3# 4#0. 04 0 0. 01 0. 01— — — —0°方向曲軸頸平行度1# 2# 3#4#0. 01 0. 02 0. 02 0. 02— — ——0°方向曲軸頸直線度1# 2# 3# 4#0. 04 0 0. 01 0. 01— — — —90° (彎曲方向)曲軸頸平行度1# 2# 3# 4#0.015 0.02 0.03 0.02— — — —10.修復(fù)效果分析曲軸2#主軸頸裂紋缺陷已完全消除；曲軸0. 42mm的彎屈完全消除；曲軸靜強度 和疲勞強度均在安全許用系數(shù)以上；曲拐軸與主軸母線中心偏差0. 02mm ；2#主軸頸恢復(fù)到 0279. 36mm的幾何尺寸；主軸頸圓度、圓柱度偏差0. 02mm ；主軸頸粗糙度RaO. 8 μ m ；主軸頸 表面硬度HRC21-24 ；曲軸主軸頸跳動0. 02mm ；曲軸手工氬弧焊冷態(tài)焊接修復(fù)過程中未發(fā)生 焊接變形；修復(fù)后的二氧化碳壓縮機曲軸完全滿足裝配技術(shù)條件。從上所述，本發(fā)明的大型往復(fù)式壓縮機曲軸裂紋手工氬弧焊冷態(tài)焊接修復(fù)技術(shù)， 可在常溫狀態(tài)下完成焊接；工藝簡捷；焊件不需要預(yù)熱、焊接、熱處理、機械校正工序和大 型的配套設(shè)施，并具有修復(fù)技術(shù)可靠、便捷、經(jīng)濟、安全等諸多優(yōu)點。
1權(quán)利要求
大型往復(fù)式壓縮機曲軸裂紋手工氬弧焊冷態(tài)焊接修復(fù)技術(shù)，其特征在于由如下步驟構(gòu)成a)清除待修復(fù)曲軸頸裂紋，調(diào)整曲軸主軸頸的同軸度偏差小于0.05mm、曲軸頸與母線的平行度偏差小于0.05mm；b)進行待修復(fù)曲軸鍛鋼焊接工藝評價；c)將待修復(fù)曲軸吊裝就位于車床，車床卡盤與中心架支撐并找正，脫開離合器手動卡盤旋轉(zhuǎn)配合手工氬弧焊施焊；d)劃線分區(qū)三次施焊，補焊至機加工尺寸；e)施焊過程的變形檢測與控制；f)磨削機加工。
2.如權(quán)利要求1所述的大型往復(fù)式壓縮機曲軸裂紋手工氬弧焊冷態(tài)焊接修復(fù)技術(shù)，其 特征在于所述步驟b中待修復(fù)曲軸鍛鋼工藝評價包括a)評定焊接產(chǎn)生的延遲性裂紋傾向，并進行熱裂紋和冷裂紋試驗予以驗證；b)評定焊接產(chǎn)生的熱應(yīng)力和熱變形影響，校核曲軸最危險截面的靜強度和疲勞強度。
3.如權(quán)利要求1所述的大型往復(fù)式壓縮機曲軸裂紋手工氬弧焊冷態(tài)焊接修復(fù)技術(shù)，其 特征在于所述步驟c中車床為C650。
4.如權(quán)利要求1所述的大型往復(fù)式壓縮機曲軸裂紋手工氬弧焊冷態(tài)焊接修復(fù)技術(shù)，其 特征在于所述步驟d中三次施焊的方式分別為底層補坑填焊、半圓補焊、整圓補焊。
5.如權(quán)利要求1所述的大型往復(fù)式壓縮機曲軸裂紋手工氬弧焊冷態(tài)焊接修復(fù)技術(shù)，其 特征在于所述步驟e中施焊過程的變形檢測與控制包括a)曲軸施焊的變形量檢測檢測曲軸主軸頸變形的專用磁力表座安裝在機床導(dǎo)軌上， 監(jiān)測反饋主軸頸水平、垂直兩個方向百分表的數(shù)值變化，測點一(5)的位置為聯(lián)軸器端油 封處，測點二(6)為曲軸中段最易變形的部位，測點三(7)在靠近中心架的主軸頸位置，測 點四(8)為曲軸非聯(lián)軸器端的主軸頸處；b)曲軸施焊的變形量控制焊接過程各監(jiān)測點水平、垂直兩個方向的百分表數(shù)值無變 化時可連續(xù)施焊，如果監(jiān)測點的百分表讀數(shù)有變化應(yīng)立即停止焊接，記錄各監(jiān)測點水平、垂 直兩個方向的百分表數(shù)值，等待曲軸溫度下降至各軸頸水平、垂直兩方向的百分表讀數(shù)恢 復(fù)到焊接前數(shù)值時再進行繼續(xù)焊接；若不能恢復(fù)到焊前數(shù)值時，應(yīng)轉(zhuǎn)動曲軸至變形的相反 方向進行焊接，待各監(jiān)測點百分表數(shù)值變化至焊前讀數(shù)時，停止焊接使曲軸自然恢復(fù)到原 始狀態(tài)，再進行下一步的施焊。
6.如權(quán)利要求1所述的大型往復(fù)式壓縮機曲軸裂紋手工氬弧焊冷態(tài)焊接修復(fù)技術(shù)，其 特征在于所述步驟f的磨削機加工包括a)磨削前應(yīng)保證曲軸圖紙要求的最小加工余量以上，精磨至曲軸主軸頸工作尺寸后無 損探傷檢測沒有缺陷；b)檢測殘余變形量和技術(shù)參數(shù)均應(yīng)符合機器裝配指標(biāo)要求消除曲軸原彎曲變形； 保證3150mm長的曲軸各主軸頸同軸度偏差小于0. 05mm、曲軸頸與母線的平行度偏差小 于0. 05mm、主軸頸圓跳動不大于0. 04mm，主軸頸和曲拐軸頸的圓度和圓柱度偏差小于 0. 05mm、曲拐差小于0. 038mm、曲軸頸直線度偏差小于0. 05mm、軸頸表面粗糙度RaO. 8 μ m ； 軸頸表面硬度180 2IOHB。
全文摘要
本發(fā)明大型往復(fù)式壓縮機曲軸裂紋手工氬弧焊冷態(tài)焊接修復(fù)技術(shù)，涉及焊接技術(shù)領(lǐng)域，旨在解決大型往復(fù)式壓縮機曲軸產(chǎn)生裂紋、磨損、彎曲、變形等非損毀性缺陷修理存在的技術(shù)風(fēng)險高、成功率低、采用傳統(tǒng)焊接工藝熱應(yīng)力和熱變形所至的曲軸失效易造成重大機械事故等技術(shù)問題。本發(fā)明包括如下步驟清除待修復(fù)曲軸頸裂紋；調(diào)整同軸度和平行度偏差；焊接工藝評價；吊裝定位；劃線分區(qū)三次施焊；施焊過程的變形檢測與控制；磨削機加工。本發(fā)明適用于大型往復(fù)式壓縮機曲軸裂紋手工氬弧焊冷態(tài)焊接修復(fù)。
文檔編號B23K9/235GK101898292SQ20101014102
公開日2010年12月1日 申請日期2010年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月7日
發(fā)明者李和春 申請人:四川瀘天化股份有限公司