大型鑄鋼軋機軸承座常見缺陷修復

【摘 要】針對大型鑄鋼軸承座存在的鑄造缺陷，通過對其缺陷的分析，提出相應的修復方法以及不同的缺陷采取相應的焊補方法，通過合適的工藝，保證鑄鋼件的質量，滿足使用性能的要求。

【關鍵詞】軸承座；鑄鋼件；探傷；缺陷；焊接

0.概述

我公司是國內冶金裝備制造的知名企業(yè)，每年承接大量的軋機用大型鑄鋼件軸承座的加工制造業(yè)務，這些軸承座（見圖1）重量一般為2～15噸不等，是軋機上應用較廣典型大型鑄鋼件的關鍵承載件，它結構復雜，加工精度要求高，對鑄鋼材料本身的外部、內部質量要求很高，必須滿足相關的檢驗標準。但在實際生產(chǎn)中，對于大型鑄件，一些鑄造缺陷是無法避免的，經(jīng)常會發(fā)生各種鑄造缺陷，主要是裂紋、砂眼、粘砂、氣孔、縮孔、夾砂等，必須對這些缺陷進行有效處理。本文就大型鑄鋼軋機軸承座在加工制造過程中發(fā)現(xiàn)的鑄造缺陷性質的判斷，以及修復工藝及方法的確定作些系統(tǒng)介紹。

圖1 典型軋機用軸承座

1.修復方法適用范圍

1.1軸承座的材料

大型軋機用軸承座的材料一般為ZG230-450、ZG270-500和一些合金鋼等常用材質。

1.2缺陷性質判定

鑄鋼毛坯鑄造廠都是和我公司長期合作的專業(yè)產(chǎn)生廠家，具有科學、合理的鑄造工藝，一些比較大的鑄造缺陷會得到較好控制和解決。但是在機加工過程中，從粗加工到半精加工再到精加工到成品也會不時的逐漸顯現(xiàn)出一些比較小鑄造缺陷，經(jīng)觀察，機加工中顯現(xiàn)的缺陷，一般是氣孔、夾渣；也會有一些裂紋缺陷出現(xiàn)，但基本是未穿透性的。針對出現(xiàn)的問題，可缺陷的性質、位置和大小以及在不同的加工過程中，提出相應的修復方案。

1.3缺陷的范圍

一般情況下軸承座U T探傷后可修復的內部缺陷的處理應放在粗加工的前后進行。軸承座的表面加工后肉眼可見的表面缺陷，對超聲波探傷復探合格的軸承座，表面缺陷要控制在精加工前處理。

1.4缺陷的清除方法

（1）線性缺陷（如裂紋等），UT及MT檢查后，確定缺陷的大小、位置及深度。大多采用機加工的方法挖除缺陷，在粗加工狀態(tài)挖除深度原則上不超過本缺陷所在平面壁厚的2/5，圓孔處裂紋挖除深度應小于50mm。半精加工狀態(tài)挖除深度不超過本缺陷所在平面壁厚的1/3，圓孔處裂紋挖除深度應小于35mm。

（2）非線性缺陷（如夾渣、砂眼、氣孔、疏松等），缺陷小的，選擇手槍鉆的方法挖除；對于砂眼，可先用洋沖對砂眼進行敲擊使之疏松，再用合金磨頭進行打磨直至去除缺陷；對于表面缺陷比較大，需要機床加工去除此區(qū)域的表面缺陷，粗加工狀態(tài)挖除深度原則上不超過本缺陷所在平面壁厚的2/5。半精加工狀態(tài)挖除深度不超過本缺陷所在平面壁厚的1/3。

（3）精加工至成品后的表面仍可能存在微小氣孔、砂眼等分散點狀缺陷，采用手工打磨的方法去除缺陷后，采用氬弧焊直接對這些區(qū)域進行補焊，補焊完成后用拋光機對補焊表面進行手工拋光。

（4）表面缺陷或內部缺陷挖除后至肉眼觀察不到缺陷存在后，對開挖部位進行著色探傷，確認無缺陷后再進行補焊。

1.5修復方法，采用焊接修復，氣體保護焊或氬弧焊

1.6補焊前坡口加工要求的準備

實施補焊前，手工打磨或機械加工出合適的有利于焊接坡口（見圖2），圖2中L為坡口寬度，H為坡口深度，L與H存在正比關系，即H越大，L越寬，L 的大小以盡量能滿足焊接實施的原則來確定；當H>15 mm時，不適合使用電焊條進行打底焊，需改用焊絲；坡口底部需有利于打底焊層的圓角R，其中α<15°～30°，R≥5mm。

圖2

1.7焊接實施

（1）焊前清理焊道及兩側25mm范圍內的油、水、鐵銹、渣屑等雜質。

（2）坡口表面要求必須打磨露出金屬光澤，坡口表面要求用磁粉探傷或著色探傷進行檢查，以確認缺陷完全清除。

（3）對挖除處邊沿進行敲擊，使之邊沿均勻凸起，避免焊接后有明顯接縫。

（4）考慮到與母材等強度匹配原則和加強抗冷裂紋、熱裂紋能力選用正確焊絲來進行補焊。

（5）焊前對焊補區(qū)域進行局部預熱，具體根據(jù)不同的材料確定適當?shù)念A熱溫度，可參照以表1，多層焊接時要注意層間溫度的控制。

表1 一些常用鑄鋼件軸承座的焊接性

（6）焊補時不能咬邊，接層焊接時，不能有氣孔夾砂，焊接完一層后，迅速用小錘敲擊焊縫表面，直至最后一道焊完，目的減少焊接應力和變形，防止裂紋的產(chǎn)生。

（7）補焊過程中若發(fā)現(xiàn)裂紋，未熔合，夾渣，氣孔等缺陷，應及時處理，在確認缺陷已被清除后方可繼續(xù)補焊。

（8）焊補后立即用石棉包裹補焊區(qū)域，使之緩冷，避免焊補處因收縮過快而拉開焊縫。

1.8焊后對內部缺陷修復部位實施UT，PT探傷檢查，以確保缺陷完全清除；對表面缺陷修復的部位實施PT檢查，確保（下轉第203頁）（上接第164頁）表面無裂紋

1.9局部退火去應力，對進行了較大范圍的挖補焊接，則要進行局部退火去應力

具體可采用電熱毯柜控制溫度進行局部加熱保溫的方法。有特殊要求的要進退火爐進行退火。

2.總結

軸承座由于鑄鋼時候產(chǎn)生的一些不可避免缺陷，通過合理修復手段，處理常見缺陷，同時針對不同類別的缺陷采取相應的焊接工藝，不但保證產(chǎn)品性能，而且取得了顯著的經(jīng)濟效益，供同行的有關技術人員參考。 [科]

【參考文獻】

[1]成大先.機械設計手冊（第五版）[M].北京：化學工業(yè)出版社，2007.

[2]編寫委員編.重型機械標準.中國標準出版社，1989.

[3]張文鐃編.金屬熔焊原理及工藝（上冊）[M].北京：機械工業(yè)出版社，1986.

[4]周浩森主編.焊接結構設計手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1990.