冷熔焊補(bǔ)修復(fù)技術(shù)與應(yīng)用

趙繼文 陶大勇 于 泳

吉林石化煉油廠 吉林吉林市

一、冷熔焊補(bǔ)技術(shù)

冷熔焊補(bǔ)技術(shù)也稱保護(hù)熔絲焊補(bǔ)技術(shù)，仿激光焊技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)是借助冷熔焊補(bǔ)設(shè)備完成，主要由YJHB-2脈沖電源（圖1）、焊槍、惰性氣體、焊絲組成。焊補(bǔ)時(shí)利用電容器中的脈沖電能，釋放于焊槍中的鎢極，產(chǎn)生電?。娀囟?000℃），高溫電弧將金屬焊絲熔化，并由保護(hù)氣體把熔化的金屬滴液吹到被修補(bǔ)的工件表面，使其與工件表面熔結(jié)在一起，填平工件缺陷處，然后在經(jīng)過(guò)機(jī)械修磨辦法進(jìn)行加工，從而達(dá)到修復(fù)后的精確尺寸要求。

圖1 脈沖電源

1.冷熔焊補(bǔ)技術(shù)特點(diǎn)

（1）結(jié)合強(qiáng)度高。在焊補(bǔ)的過(guò)程中，焊絲與零件的焊接和普通的焊接一樣，是完全冶金結(jié)合。由于配有惰性氣體保護(hù)裝置，焊接的強(qiáng)度與氬弧焊接是相同的，有極高的結(jié)合力。

（2）熱輸入低。在焊補(bǔ)的過(guò)程中，熔化的是焊絲，不熔化工件表面，由于采用點(diǎn)焊方式，每次焊接時(shí)間很短只有幾十毫秒。不在工件表面上產(chǎn)生熔池，工件升溫很小，不產(chǎn)生明顯的熱影響。所以焊補(bǔ)后的工件不退火、不變形、不變色、無(wú)咬邊、無(wú)裂紋且應(yīng)力小。

（3）焊補(bǔ)速度快。每分鐘可焊補(bǔ)100mm3。

（4）焊補(bǔ)精度高。焊補(bǔ)量可以有效控制，焊補(bǔ)后加工修復(fù)量小，而且無(wú)氣孔，無(wú)沙眼等缺陷。

（5）操作性能好。焊補(bǔ)時(shí)根據(jù)焊絲的直徑及零件的材料選擇焊接模式，可選擇點(diǎn)焊或連續(xù)焊方式。氬氣與焊槍于一體，保證焊補(bǔ)質(zhì)量。配有檢測(cè)變光屏面罩，保護(hù)操作者的眼睛，保證焊補(bǔ)效果。還設(shè)有組焊放絲裝置，焊絲可根據(jù)需要，事先將焊絲組焊在工件表面，使焊接更加準(zhǔn)確。另外，設(shè)備重量輕，方便靈活，可在現(xiàn)場(chǎng)焊補(bǔ)，免除對(duì)工件或待修設(shè)備分離解體工作。

2.適用范圍

可焊補(bǔ)溝槽、裂紋、斷裂、砂眼、研傷、孔洞、平面凹陷及棱角等?？尚迯?fù)，軸類零件、齒輪、殼體、閥體、軸孔、法蘭、導(dǎo)軌、葉輪、葉片、活塞、缸套、鍵槽及管道等。可焊接碳鋼、不銹鋼、工具鋼、鎳鉻合金、鋁合金、銅、鑄銅、鑄鐵等金屬導(dǎo)體。

3.焊接基本參數(shù)

輸入電源，弧焊輸出（模式1～模式4），輸出脈沖電流1～99A可調(diào)；輸出脈沖時(shí)間1～99個(gè)脈沖/s可調(diào)；阻焊輸出（單點(diǎn)或連續(xù)）：焊絲直徑0.1～1mm可調(diào)；連續(xù)輸出時(shí)脈沖頻率：4擋可調(diào)（1Hz、2Hz、3Hz、4Hz）。

二、應(yīng)用

石油化工企業(yè)的設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中，由于高溫、高壓、腐蝕、振動(dòng)、磨損等原因，使設(shè)備或零件發(fā)生損壞。如表面腐蝕、軸頸的磨損、劃傷碰傷與裂紋等，對(duì)于出現(xiàn)的這些問(wèn)題，過(guò)去都是采用焊接，粘接，刷鍍加工等方法來(lái)修復(fù)，但是這些方法有很多弊端，比如，高溫焊接會(huì)產(chǎn)生變形，裂紋，氣孔等。粘接修補(bǔ)由于受到溫度以及現(xiàn)場(chǎng)條件所限，粘接修復(fù)強(qiáng)度難以保證。刷鍍，也存在鍍層脫落等問(wèn)題。采用機(jī)械加工方法，修復(fù)時(shí)間長(zhǎng)，大型設(shè)備無(wú)法運(yùn)輸?shù)取?/p>

1.修復(fù)除焦器活塞表面拉傷

吉林石化除焦器上的3個(gè)活塞表面拉傷多處，拉傷的溝痕深度0.3～0.5mm，長(zhǎng)度80mm，為了盡快修復(fù)，在現(xiàn)場(chǎng)采用冷熔焊補(bǔ)技術(shù)進(jìn)行了修復(fù)。對(duì)溝痕進(jìn)行清洗去油污。用電動(dòng)工具對(duì)溝痕進(jìn)行修整，去除毛刺，使溝痕形成光滑規(guī)整的溝槽。焊補(bǔ)，采用0.8mm304焊絲進(jìn)行焊補(bǔ)。焊補(bǔ)時(shí)采用功率模式3，輸出電流25A，脈沖時(shí)間25個(gè)脈沖/s的工藝。焊補(bǔ)后的焊層高出厚表面1～2mm。修整，用電動(dòng)工具對(duì)焊道打磨，留0.1～0.3mm的研磨量，再用事先加工好的研具對(duì)焊道進(jìn)行研磨至要求精度。只用4h就完成了修復(fù)任務(wù)。

2.修復(fù)閥桿研傷

原油儲(chǔ)罐閥門(mén)閥桿意外嚴(yán)重研傷發(fā)生泄漏，閥桿的研傷面積是閥桿面積的1/3，根據(jù)生產(chǎn)需要，必須在短時(shí)間內(nèi)修復(fù)。用冷熔焊補(bǔ)的方法，在12h內(nèi)修復(fù)了閥桿。閥桿直徑50mm，研傷寬度40mm，長(zhǎng)650mm,深1.5～3mm，經(jīng)前處理后，用2臺(tái)焊補(bǔ)設(shè)備，用直徑0.8mm不銹鋼焊絲進(jìn)行焊補(bǔ)，焊補(bǔ)時(shí)采用功率模式3，輸出電流30A，脈沖時(shí)間25個(gè)脈沖/s的工藝。焊補(bǔ)后的焊層高出表面1～2mm。然后用電動(dòng)工具修整，留有一定的研磨量研磨至要求。焊補(bǔ)修復(fù)后的閥桿經(jīng)2年多的使用效果一直非常好。

3.修復(fù)高壓法蘭

石化企業(yè)高溫高壓管道上的法蘭密封面的精度要求非常高，但是由于在極端條件下運(yùn)行，法蘭密封面經(jīng)常受到損壞。例如腐蝕的坑點(diǎn)，沖蝕的溝槽，碰撞的傷痕等。過(guò)去的修復(fù)方法多以更換為主。自從掌握了冷熔焊補(bǔ)方法后，采用現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)，取得顯著成效。僅2012年在吉林石化大檢修中就修復(fù)了高溫高壓法蘭50多對(duì)，為檢修贏得了時(shí)間。焊補(bǔ)用0.8mm的316焊絲，采用功率模式3，輸出電流30A，脈沖時(shí)間30個(gè)脈沖/s的工藝，焊補(bǔ)后進(jìn)行修整至要求。

4.修復(fù)出料泵裂紋

出料泵在運(yùn)行中出現(xiàn)裂紋，長(zhǎng)度達(dá)200mm，修復(fù)難度非常大，因沒(méi)有備用設(shè)備，只能對(duì)設(shè)備進(jìn)行搶修，采用冷熔焊補(bǔ)技術(shù)進(jìn)行搶修。修復(fù)中首先將裂紋用電動(dòng)工具進(jìn)行修整，磨深磨寬裂紋，因裂紋較長(zhǎng)容易產(chǎn)生應(yīng)力和變形，在焊補(bǔ)時(shí)先均勻地在裂紋長(zhǎng)度上焊接5個(gè)連接點(diǎn)，然后采用功率模式3，輸出電流25A，脈沖時(shí)間25個(gè)脈沖/s的焊補(bǔ)模式進(jìn)行焊補(bǔ)。焊補(bǔ)后經(jīng)打壓實(shí)驗(yàn)合格，僅用3h就完成了搶修任務(wù)。

5.修復(fù)減速機(jī)

減速機(jī)軸密封位置磨損，漏油嚴(yán)重，因拆卸困難，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)磨損的軸進(jìn)行焊補(bǔ)修復(fù)，焊補(bǔ)時(shí)選用YJE-D12H直徑0.8mm焊絲，采用功率模式3，輸出電流30A，脈沖時(shí)間25個(gè)脈沖/s的焊補(bǔ)工藝。焊補(bǔ)后用電動(dòng)工具對(duì)焊補(bǔ)后的焊口進(jìn)行初步修整，再用專用研具研磨，使表面的粗糙度達(dá)到了要求，保證了修復(fù)的質(zhì)量。

6.修復(fù)汽輪機(jī)軸（圖 2）

汽輪機(jī)軸頸發(fā)生磨損，過(guò)去都要運(yùn)到外地采用激光焊補(bǔ)的方法修復(fù)。由于生產(chǎn)急需，應(yīng)用冷熔焊補(bǔ)的方法，將汽輪機(jī)軸兩端磨損0.5mm的軸頸，僅用兩天時(shí)間就修復(fù)完成，滿足了用戶的需要。用直徑1.2mm高硬度耐磨焊絲，按功率模式4，輸出電流38A，脈沖時(shí)間38個(gè)脈沖/s的工藝進(jìn)行焊補(bǔ)。焊補(bǔ)后用外圓磨床進(jìn)行磨削加工。

上述的實(shí)例，說(shuō)明了冷熔焊補(bǔ)技術(shù)在零件修復(fù)領(lǐng)域中，顯露出了先進(jìn)性、實(shí)用性。目前已經(jīng)成為快速維修工作中的重要手段。冷熔焊補(bǔ)技術(shù)的推廣、應(yīng)用，將會(huì)給企業(yè)創(chuàng)造更多價(jià)值。

圖2 修復(fù)汽輪機(jī)軸修復(fù)