焊接齒輪的組裝焊接方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于焊接技術(shù)領(lǐng)域，具體地講，特別涉及一種焊接齒輪的組裝焊接方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，焊接齒輪一般的組裝焊接工藝為:
[0003]第一步:兩件腹板與筋板組焊，形成腹板組件；
[0004]第二步:腹板組件退火去應(yīng)力；
[0005]第三步:車(chē)腹板組件內(nèi)圓坡口，車(chē)輪轂外圓坡口 ；
[0006]第四步:焊接輪轂與腹板組件，形成輪轂組件；
[0007]第五步:輪轂組件退火去應(yīng)力；
[0008]第六步:對(duì)輪轂與腹板焊縫進(jìn)行超聲波探傷；
[0009]第七步:車(chē)輪轂組件外圓坡口，車(chē)齒圈內(nèi)圓坡口 ；
[0010]第八步:輪轂組件與齒圈進(jìn)行組焊，形成焊接齒輪；
[0011]第九步:焊接齒輪退火去應(yīng)力；
[0012]第十步:對(duì)齒圈與腹板焊縫進(jìn)行探傷。
[0013]上述工藝方法先將腹板組件與輪轂組焊形成輪轂組件，再將輪轂組件與齒圈組焊形成焊接齒輪。由于工藝要求在焊縫焊接完成之后，要盡快地退火去應(yīng)力，以盡量地減少焊縫的內(nèi)部缺陷。并且，退火去應(yīng)力之后要求對(duì)焊縫進(jìn)行探傷檢測(cè)，做到缺陷盡早發(fā)現(xiàn)，避免后續(xù)工作造成生產(chǎn)資源的浪費(fèi)。所以現(xiàn)有的組裝焊接工藝必須在腹板組件與輪轂組焊之后及時(shí)地進(jìn)行退火去應(yīng)力和超聲波探傷，并且在輪轂組件與齒圈組焊之后還要再進(jìn)行一次退火去應(yīng)力和超聲波探傷，造成工序多、生產(chǎn)周期長(zhǎng)的問(wèn)題，極其不利于生產(chǎn)成本的控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種焊接齒輪的組裝焊接方法，用于縮短焊接齒輪的生產(chǎn)周期、降低生產(chǎn)成本。
[0015]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種焊接齒輪的組裝焊接方法，包括以下步驟:
[0016]第一步:將上下兩面腹板與筋板進(jìn)行焊接組合，形成腹板組件；
[0017]第二步:第一次退火去應(yīng)力；
[0018]第三步:車(chē)加工腹板的內(nèi)圓坡口和外圓坡口，并且車(chē)加工輪轂的外圓坡口和齒圈的內(nèi)圓坡口；
[0019]第四步:
[0020](I)先將腹板組件與輪轂組合并對(duì)上下兩面腹板與輪轂之間的焊縫進(jìn)行打底焊縫焊接，形成輪轂組件；
[0021](2)再將輪轂組件與齒圈組合并對(duì)上下兩面腹板與齒圈之間的焊縫進(jìn)行打底焊縫焊接；
[0022](3)然后先對(duì)輪轂與其中一面腹板之間的焊縫進(jìn)行填充焊縫焊接至1/3焊縫深度，再對(duì)齒圈與該面腹板之間的焊縫進(jìn)行填充焊縫焊接至1/3焊縫深度；
[0023](4)然后翻面先對(duì)輪轂與另一面腹板之間的焊縫進(jìn)行填充焊縫焊接和蓋面焊縫焊接；然后對(duì)齒圈與該面腹板之間的焊縫進(jìn)行填充焊縫焊接和蓋面焊縫焊接；
[0024](5)最后再翻面先對(duì)輪轂與該面腹板之間的焊縫進(jìn)行進(jìn)一步填充和最終的蓋面焊縫焊接，然后對(duì)齒圈與該面腹板之間的焊縫進(jìn)行進(jìn)一步填充和最終的蓋面焊縫焊接；
[0025]第五步:第二次退火去應(yīng)力；
[0026]第六步:對(duì)各焊縫進(jìn)行超聲波探傷。
[0027]本發(fā)明通過(guò)對(duì)工藝步驟的調(diào)整，在將腹板組件與輪轂和齒圈組合焊接時(shí)，先對(duì)輪轂與腹板、腹板與齒圈之間的所有焊縫進(jìn)行打底焊縫焊接，然后對(duì)其中一面腹板與輪轂和該面腹板與齒圈之間的焊縫進(jìn)行填充焊縫焊接，然后翻面對(duì)另一面腹板與輪轂和該面腹板與齒圈之間的焊縫進(jìn)行填充焊縫焊接和蓋面焊縫焊接，最后再一次翻面對(duì)對(duì)應(yīng)的腹板與輪轂和該面腹板與齒圈之間的焊縫進(jìn)行填充和蓋面焊縫焊接，從而使輪轂、腹板組件和齒圈先通過(guò)打底焊縫組合在一起，然后進(jìn)行填充焊縫焊接和蓋面焊縫焊接，使各條焊縫的焊接完成時(shí)間更加集中，最后只需要進(jìn)行一次退火去應(yīng)力和超聲波探傷即可，有效地避免了在腹板組件與輪轂組焊之后進(jìn)行退火去應(yīng)力和超聲波探傷的工序，顯著地減少了工藝步驟、縮短了生產(chǎn)周期，顯著地提高了對(duì)生產(chǎn)設(shè)備和勞動(dòng)力的利用率，降低了焊接齒輪的生產(chǎn)成本。
[0028]并且，先進(jìn)行打底焊縫焊接、再進(jìn)行填充焊縫焊接和蓋面焊縫焊接，通過(guò)打底焊縫焊接對(duì)焊接齒輪先進(jìn)行組裝定型，使輪轂、腹板和齒圈之間的定位更加準(zhǔn)確；并且打底、填充、蓋面分層焊接，焊接效率高、焊縫質(zhì)量好、焊縫成型美觀，有利于提高焊縫的強(qiáng)度和韌性。
[0029]再則，在填充焊縫焊接和蓋面焊縫焊接的時(shí)候，先對(duì)其中一面的焊縫進(jìn)行填充，然后翻面對(duì)另一面的焊縫進(jìn)行填充和蓋面，最后再翻面對(duì)最開(kāi)始那一面的焊縫進(jìn)行進(jìn)一步填充和最終的蓋面，避免了先將其中一面完全填充和蓋面之后，焊縫收縮造成腹板和齒圈的變形，使焊接齒輪兩面的形變更加均衡，使焊接齒輪兩面的焊縫性能更加均衡、穩(wěn)定。
[0030]并且，在對(duì)每一面的焊縫進(jìn)行各層焊接的時(shí)候，均先焊接輪轂與腹板之間的焊縫，再焊接腹板與齒圈之間的焊縫，這樣操作有以下好處:
[0031](I)、由于焊接前需要對(duì)焊縫預(yù)熱，并且焊接后不能及時(shí)熱處理的焊縫需要持續(xù)加熱保溫，如果由外向內(nèi)施焊，勢(shì)必造成施工環(huán)境的惡劣，因此從內(nèi)而外進(jìn)行焊接，盡可能地減少了溫度升高對(duì)操作舒適度的影響，使操作工人的施工更加方便快捷；
[0032](2)、由于內(nèi)圈半徑小，使用中腹板內(nèi)圈與輪轂之間的焊縫在單位面積承受的扭應(yīng)力比外圈大，所以對(duì)腹板與輪轂之間的焊縫質(zhì)量要求更高，先焊接腹板與輪轂之間的焊縫，使該焊縫在焊接時(shí)受到的約束小，盡量地確保了該焊縫處于自由狀態(tài)，有利于提高腹板與輪轂之間焊縫的質(zhì)量；如果先焊接腹板與齒圈之間的焊縫，則增加了腹板與輪轂之間焊縫焊接時(shí)的約束，增大了腹板與輪轂之間焊縫的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)；
[0033](3)、如果先焊接腹板與齒圈之間的焊縫，腹板外沿的焊縫長(zhǎng)，腹板受到向外的拉力大，腹板的形變大，對(duì)焊接齒輪的質(zhì)量影響大；然而先焊接輪轂與腹板，腹板受到向內(nèi)的拉力可以對(duì)后面腹板外沿向外的拉力進(jìn)行平衡，腹板的形變比先焊接外沿要小得多。
[0034]按原有的焊接齒輪工藝，腹板外側(cè)為完全自由狀態(tài)，焊接腹板與輪轂之間的焊縫時(shí)，腹板容易產(chǎn)生波浪變形，需要進(jìn)行后續(xù)的校平。但是，校平之后仍然存在腹板厚度不均勻的問(wèn)題，影響了焊接齒輪的靜平衡。而采用本發(fā)明提供的焊接方法，輪轂、腹板、齒圈先全部組裝通過(guò)打底焊縫固定，焊接時(shí)腹板的受力更加均衡，顯著地減少了腹板的波浪變形，焊接齒輪的靜平衡效果更好。
[0035]所述腹板和筋板均由Q34?材質(zhì)的合金鋼制成，所述輪轂和齒圈均由18CrNiMo7-6材質(zhì)的合金鋼制成。
[0036]所述第一步中腹板與筋板進(jìn)行焊接組合時(shí)，先對(duì)各焊縫進(jìn)行打底焊縫焊接，然后對(duì)各焊縫進(jìn)行填充焊縫焊接，并且腹板與筋板之間的打底焊縫焊接和填充焊縫焊接均采用富氬氣體保護(hù)焊。
[0037]所述第一步中腹板與筋板之間的打底焊縫焊接參數(shù)為:焊接電流180-220A、焊接電壓20-24V、焊接速度25-40cm/min ;所述第一步中腹板與筋板之間的填充焊縫焊接參數(shù)為:焊接電流200-270A、焊接電壓22-33V、焊接速度25_40cm/min。
[0038]所述第四步中的打底焊縫焊接均采用富氬氣體保護(hù)焊，第四步中的填充焊縫焊接和蓋面焊縫焊接均采用埋弧焊。
[0039]所述第四步中的打底焊縫焊接參數(shù)為:焊接電流180-220A、焊接電壓20-24V、焊接速度25-40cm/min ;所述第四步中填充焊縫焊接參數(shù)為:焊接電流370-500A、焊接電壓28-36V、焊接速度35-40cm/min ;所述第四步中蓋面焊縫焊接參數(shù)為:焊接電流370-450A、焊接電壓28-34V、焊接速度35-40cm/min。
[0040]所述腹板、輪轂和齒圈上的坡口均為帶鈍邊“U”形坡口，其中坡口面角度α =15°，坡口面與鈍邊之間的過(guò)渡圓角半徑R = 5，坡口面與鈍邊之間的過(guò)渡圓角到鈍邊外端面的垂直距離dl = 5mm，鈍邊的厚度hi = 5mm。
[0041]在所述鈍邊的上部設(shè)倒角，該倒角與焊接表面的垂直面之間的夾角β =25°，倒角的深度h2 = 3_。由于焊接齒輪的腹板與輪轂和腹板與齒圈之間的裝配間隙要求控制在3-5毫米以?xún)?nèi)，而裝配間隙越小，焊縫越不容易焊透?，F(xiàn)有的解決辦法多為減小鈍邊的厚度，而本發(fā)明通過(guò)在鈍邊上開(kāi)設(shè)倒角，有效地避免了間隙太小焊縫不能焊透的問(wèn)題，同時(shí)也避免了鈍邊太薄容易燒穿的問(wèn)題。
[0042]在所述鈍邊的底面開(kāi)設(shè)有向上凹陷的基準(zhǔn)面，所述基準(zhǔn)面與焊接表面相平行，所述基準(zhǔn)面的寬度d2 = 5_。開(kāi)設(shè)基準(zhǔn)表面，在組裝的時(shí)候?qū)Ω鞑考g的位置和高度進(jìn)行找準(zhǔn)。
[0043]有益效果:本發(fā)明通過(guò)使輪轂、腹板組件和齒圈先通過(guò)打底焊縫組合在一起，然后進(jìn)行填充焊縫焊接和蓋面焊縫焊接，使各條焊縫的焊接完成時(shí)間更加集中，顯著地減少了工藝步驟、縮短了生產(chǎn)周期、減少了腹板變形，具有構(gòu)思巧妙、成本低和改進(jìn)容易