巴氏合金軸瓦的焊接修復(fù)

劉澤林 鄭宏偉 李海豹 周喜順

(中國兵器工業(yè)集團(tuán) 第五二研究所，內(nèi)蒙古 包頭 014034）

1 巴氏合金

巴氏合金由美國人巴比特發(fā)明，又稱白合金[1]。巴氏合金的主要成分為：錫、鉛、銻、銅，銻、銅用以提高合金的強(qiáng)度和硬度[2]。因其有良好的耐磨性、導(dǎo)熱性以及特殊的組織結(jié)構(gòu)有利于減少摩擦，從而廣泛用于大型機(jī)械的主軸軸瓦、軸套等。

巴氏合金分為錫基合金和鉛基合金，因錫基合金的強(qiáng)度、硬度和耐蝕性較鉛基合金強(qiáng)，所以應(yīng)用較為廣泛，其常用牌號(hào)有ZChSnSb11-6、ZChSnSb8-4等。而鉛基合金的造價(jià)較錫基合金低，也是部分客戶的首選，其常用牌號(hào)有ZChPbSb16-16-2、ZChPbSb1-16-1等。

2 巴氏合金軸瓦的損傷因素

2.1 供油不足或缺油運(yùn)行導(dǎo)致巴氏合金軸瓦表面燒熔，造成此類損壞主要原因是沒有及時(shí)添加潤滑油以及油泵損壞（見圖1）；

圖1 表面燒熔軸瓦示意圖

2.2 軸的不間斷運(yùn)行，加之有一定的彎曲變形，產(chǎn)生較大的振動(dòng)，從而使軸瓦表面產(chǎn)生劃痕、裂紋、甚至軸瓦與軸瓦殼體發(fā)生剝離（見圖2）。

圖2 表面燒熔且軸瓦殼體與軸瓦剝離示意圖

3 巴氏合金軸瓦的焊接修復(fù)

3.1 焊接材料及工具準(zhǔn)備

與軸瓦材料相同的焊接材料、純錫焊條、紫銅絲、角鋼、氧—乙炔氣焊裝置、焊炬、割炬及噴嘴、丙酮、30%氯化鋅溶液、刮刀、銼刀、扁鏟、干凈棉紗、砂布等。

3.2 焊絲的制作

角鋼三角槽表面用刮刀、銼刀及砂布進(jìn)行除銹、清理渣滓工作，然后用丙酮溶液徹底清洗，避免污染焊絲。然后將制作焊絲的巴氏合金材料用氧—乙炔加熱融化均勻地流入角鋼槽（見圖3）。熔制形成焊絲后，將焊絲取出，用刮刀將表面氧化層去掉，同時(shí)倒去尖角，再用30%氯化鋅溶液刷洗，以徹底清除表面氧化物及渣滓，然后用丙酮清洗干凈。制成后的焊絲長度適中，約400～500mm，直徑5～6mm，粗細(xì)均勻。將制作好的焊絲置放在干凈處，避免污染。

圖3 焊絲的制作

3.3 軸瓦的表面清理

首先用丙酮將損壞部分徹底清洗干凈，若損壞部分露出軸瓦殼體，應(yīng)將暴漏的軸瓦殼體一并清洗，然后用刮刀將要修復(fù)的部位刮去0.3mm左右，使其呈現(xiàn)金屬光澤。有裂紋的部位，需用扁鏟對裂紋周圍進(jìn)行徹底清理至裂紋消失。表面清理后應(yīng)立即進(jìn)行補(bǔ)焊修復(fù)，避免污染氧化。

3.4 軸瓦的焊接修復(fù)過程

補(bǔ)焊的部位有軸瓦殼體露出，必須先進(jìn)行掛錫處理。將清理好的軸瓦水平放置，在待修復(fù)表面涂敷一層30%氯化鋅溶液，用氧—乙炔火焰將軸瓦均勻加熱到70℃左右，然后將純錫涂焊到軸瓦殼體及損壞軸瓦表面，涂焊層厚度0.5mm～1mm，然后再進(jìn)行合金堆焊（見圖4）。

圖4 表面燒熔且軸瓦殼體與軸瓦剝離焊接示意圖

選用型號(hào)為H01—6焊炬，1號(hào)噴嘴，采用中性火焰，使火焰具有3個(gè)明顯的區(qū)域；采用平位焊接法，使火焰距離軸瓦80mm左右，將軸瓦均勻加熱到60℃～70℃，持合金焊絲于待焊區(qū)域上方，使火焰白色焰心尖端與焊接面呈45℃角，保持5mm左右距離，焊炬及焊絲作鋸齒形擺動(dòng)動(dòng)作將焊絲溶化形成焊道，焊道覆蓋最底端待修復(fù)區(qū)域表面后，形成第一焊層，為確保焊道質(zhì)量，必須對每層的焊道進(jìn)行重熔，重熔時(shí)火焰加熱方向與原焊道施焊方向相反，以得到光滑平整的焊道表面，同時(shí)用紫銅絲攪動(dòng)溶化的合金，以便氣孔和夾渣上浮。焊接時(shí)必須有效控制焊接溫度，以防止溫度過高造成錫蒸發(fā)影響巴氏合金成分及熔化軸瓦巴氏合金本體，一般方法是通過觸摸軸瓦以不燙手為繼續(xù)施焊的條件。第一焊層完成后，及時(shí)涂刷30%氯化鋅溶液并去除渣滓和氧化物。用相同方法進(jìn)行其余焊層的施焊，最后焊層要高于軸瓦1～2mm，并注意在焊道與原軸瓦表面交界處不能產(chǎn)生咬邊和熔合不足等缺陷。

3.5 焊后修整

第一步：粗刮用粗刮刀將焊層高于軸瓦的部分大量去掉，留量0.3mm 左右；

第二部：半精刮用精刮刀去掉粗刮后的留量；

第三部：精刮經(jīng)過前兩步的工作，軸瓦還不能完全恢復(fù)其原始尺寸，因?yàn)榻?jīng)刮削后的軸瓦還有高點(diǎn)，此時(shí)必須進(jìn)行精刮的工作。該工序需準(zhǔn)備研磨軸（軸徑略大于軸瓦直徑）、紅丹粉等。在修復(fù)表面均勻涂抹一層紅丹粉，將研磨軸放入軸瓦內(nèi)，上下軸瓦合攏并用螺釘緊固，反復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)軸瓦使軸和軸瓦充分摩擦，松開螺釘，取出研磨軸，觀察軸瓦修復(fù)部位情況，如出現(xiàn)亮點(diǎn)（即為高點(diǎn)）需用精刮刀繼續(xù)修復(fù)，修復(fù)后繼續(xù)上述工序，直至無亮點(diǎn)出現(xiàn)；

第四步：剖光用金相砂紙將軸瓦合金面整體剖光至鏡面，用干凈棉紗擦拭干凈。

3.6 檢驗(yàn)

用著色探傷的方法對修復(fù)后的軸瓦進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果無裂紋及缺陷則為合格，可以投入使用。

4 結(jié)論

通過實(shí)際應(yīng)運(yùn)反饋得出，經(jīng)補(bǔ)焊修復(fù)后的軸瓦完全可以達(dá)到使用要求，從而節(jié)省了軸瓦更換的資金，同時(shí)大大縮短了設(shè)備因軸瓦損壞導(dǎo)致無法運(yùn)行的時(shí)間，提高了設(shè)備的利用率，成為擁有巴氏合金軸瓦設(shè)備的鋼鐵、發(fā)電等企業(yè)增效減本的重要技術(shù)手段。

[1]孫艷明.巴氏合金性能與分析[J].廣東化工，2012，39（1）：205-207.

[2]唐景濤，張少雄.巴氏合金軸瓦的焊接修復(fù)探討[J].機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2010，23（2）：73-74.