張清林¹　楊桂榮²　田（tián）永軍³

（1.寧夏工商職業技術學院，寧夏銀川　750021；2.寧夏泰和雙龍（lóng）鍋爐製造有限公司，寧夏銀川，750000；3.華能寧夏大（dà）壩發電有限（xiàn）責任公司，寧夏青銅峽（xiá）　751600）

　　摘　要：針對寧（níng）夏大壩發（fā）電有限責任（rèn）公司1號爐撈渣機減速機軸（zhóu）套（tào）內壁損壞，形成（chéng）圓周型凹槽，由於軸套屬於精密件，厚度、體積和剛性較大，如果按常規（guī）的焊接工藝焊接，采用與母材相同或相近的焊材，必（bì）須進行焊前預熱、焊後熱處理，受材（cái）料的熱膨脹影響，無（wú）法（fǎ）保證軸套的精（jīng）密度。在我院焊接專業教師張清林的指導（dǎo）下，經過多次實驗，整理分析數據，探索出采用冷焊工藝及技術措施，成功解決了該難題，使設備正常運行。該方案在企業得到（dào）推廣應用。現（xiàn）對該工藝過程進（jìn）行描述，供行業間（jiān）技術交流。

　　關鍵詞：撈渣機；軸套；焊（hàn）接修複；冷焊工藝
　　1　概述
　　寧（níng）夏大壩發電有限責任公司1號爐撈渣機，於2016年4月6日在1號爐撈渣機檢修中，檢查發現撈渣機的減速機軸套有不同程（chéng）度損傷見圖1，內（nèi）壁損壞形成（chéng）圓周形凹槽，深約2mm、寬約5mm；軸（zhóu）套一端缺失一塊，Z大高度約30mm、寬度約130mm。軸套規格（gé）為Φ273×30，材質（zhì）檢測為ZG45鑄鋼，硬度為220HB。

　　根據軸套損（sǔn）壞（huài）的程（chéng）度分析主要撈渣機工作環境潮濕，使得撈渣機軸套及軸鏽蝕導致配合不好造成了軸套內部凹槽缺陷；拆卸方法不當造成端麵缺失損傷。對以上損（sǔn）壞性缺陷（xiàn）必須（xū）進（jìn）行挖除補焊修複處理。依據DL/T869-2012《火力發電廠（chǎng）焊接技術規程》，由（yóu）於（yú）撈渣機減速機軸套屬於精密件，厚度大、體積大（dà）、剛度大，如果按照常（cháng）規的工藝焊接（jiē），采用與母材相同或相近的焊接材料焊接，必須（xū）進行焊前預熱、焊後熱處理，無法保證軸套的精度。研究小組經過（guò）多次實驗，整理分析數據，探索出采用冷焊工藝及（jí）技術措施，成功解決了該難題，確保檢修（xiū）後的（de）設備安全穩定運行（háng）。
　　2　撈渣機減速機軸套補焊難點分析
　　依據DL/T869-2012《火力發電廠焊接技術規程》要求（qiú），正確選用（yòng）與母材相匹配的焊接材料，是保證撈渣機減速機軸套損壞補焊質量的關（guān）鍵所在。
　　目前補焊工（gōng）藝依據部件的原始組織狀態及工件（jiàn）結構（gòu）不（bú）同而定，一般選用熱（rè）補焊、異質冷補焊（hàn）和同質冷補焊工藝（yì）。
　　熱補焊工藝是指達到規（guī）定的預熱溫度後，在焊接過程中始終保（bǎo）持預熱溫度，同時控製層間溫度不超過預熱溫度100℃，連續完成補焊和熱處理工作的方法（fǎ）。
　　異質冷（lěng）補焊工（gōng）藝（yì）是指在較低（dī）的預熱溫度下，沿整個（gè）坡口表麵用鎳基類焊條敷焊一層3mm-5mm的過渡層（céng），然後再用（yòng）同種鎳（niè）基焊條在室溫下補焊的方法。
　　同質（zhì）冷補（bǔ）焊工藝是指在較低的預（yù）熱溫度下，沿整個坡口表麵用專用同質焊（hàn）條敷焊一（yī）層3mm-5mm的過（guò）渡層（céng），然後再室溫下用同種焊條（tiáo）進行補焊的方法。
　　熱焊法（fǎ）和冷焊法選擇要根據現場條件及損壞情（qíng）況而定。熱焊（hàn）法需要焊前預熱、焊接後熱處理，比冷焊法工藝措施複雜（zá）。由於（yú）撈渣機減速機軸套屬於精密件，厚度、體積和剛性（xìng）較大，如果采用常規的熱焊工藝受材料熱膨脹的影響，無法保（bǎo）證軸套的精度（dù）；且軸套另一端為齒輪傳動，現場（chǎng）熱處理無法保證軸套另一端齒輪的使用（yòng）性能（néng）。冷（lěng）焊（hàn）法則不需要專門的預熱和消氫處理設備，工藝簡單、操作方便、熱（rè）影（yǐng）響區窄、焊接（jiē）變形小（xiǎo）、經（jīng）濟適用，能滿足機組工（gōng）況運行的要求（qiú）。因此宜采（cǎi）用冷焊法。
　　研究小組（zǔ）經過多次討論（lùn）分析，製定出了《1號爐撈渣機減（jiǎn）速機軸套補焊修複處理技術方案》。
　　3　焊接材料的選用
　　采（cǎi）用冷焊工藝，缺失（shī）部分焊（hàn）前低溫預熱150℃，焊（hàn）接過程中嚴格控製母材溫度（dù）。焊接過程中，層間采用氣錘錘擊焊縫的方法來消（xiāo）除焊接應力。焊後不進行（háng）熱處理，這樣就必須選擇塑性好、抗裂性能較強的（de）焊條。經討論、分析，缺失部分選用ENiCrFe-3焊條進行焊條電弧焊焊接；凹槽缺陷選用（yòng）萬（wàn）能303焊絲進行手工（gōng）鎢極氬弧（hú）焊焊接。
　　ENiCrFe-3焊條是低氫型鎳（niè）鉻耐熱合金焊條，焊縫金屬中有適量的錳，采用直流反接。
　　萬能303焊絲以鉻鎳合（hé）金為主，適應性強、強度高，適合於各種（zhǒng）組合（hé）異種鋼焊（hàn）接，具有優良的（de）塑性、韌性和抗裂性能。

　　4　焊接工藝（yì）措施
　　4.1凹槽缺陷（xiàn）焊接工藝
　　（1）焊前預熱：焊前采（cǎi）用氧-乙炔火焰（yàn）對補焊區周圍100mm內進行緩慢預熱，預熱溫度為70℃。
　　（2）焊接材料選用萬能303焊絲，規（guī）格Φ1.0，焊接層數為2層。
　　（3）焊接方法：手工鎢極氬弧焊。
　　（4）焊接電流：80-90A，直線（xiàn）運（yùn）槍施焊（hàn），焊縫不（bú）錘擊。每（měi）層焊接厚度控製在1～2mm。焊接時，電弧（hú）應盡量偏向（xiàng）母材以保證與（yǔ）母（mǔ）材熔合良好。間斷焊接，焊接過程中用測溫儀監測溫度，保證焊接過程中軸套溫度不得高於70℃。
　　（5）質量檢驗：用10倍放大鏡（jìng）進行（háng）焊（hàn）縫檢驗（yàn），不得有裂紋、未熔合焊接缺陷。如果發現有裂紋（wén）和（hé）未熔合缺陷應（yīng）打磨清除後重新施焊。
　　（6）焊後修（xiū）型：焊接結束後，采用機械的方法對需整型的工（gōng）件表（biǎo）麵進行修型，使其恢複原來形狀和尺寸要求。
　　4.2缺失部分焊接（jiē）工藝
　　（1）焊前預熱：焊前采用氧-乙炔火焰對補焊區周圍100mm內進行緩慢預熱，預熱溫度為150℃。
　　（2）焊接（jiē）方法：焊條電（diàn）弧焊。
　　（3）根層焊接：預（yù）熱後即可進行焊接，焊條（tiáo）采用ENiCrFe-3，直徑Φ2.5mm。
　　（4）焊接電流80-90A，極性：直流反接，直線運條施焊、焊縫不錘擊。
　　（5）填充層焊接：焊條采用（yòng）ENiCrFe-3，直徑Φ3.2mm，焊（hàn）接電流為105-115A，仍然采用直線（xiàn）運條，與上一層焊接運條方向相差90°，采用多層多道焊接，每層（céng）焊接厚度控製在2～2.5mm，先焊兩側（cè）後焊中間。兩側焊接時，電弧應盡量偏（piān）向母材（cái）以保證與母材熔合良好。焊接過（guò）程中應用測溫儀監測溫度盡量控（kòng）製軸套溫度不高於70℃。焊完第二層後用氣錘進行錘擊，錘頭為R10mm的球型，重量200g左右，錘擊從焊縫中（zhōng）間開始，逐漸錘向兩側，直到焊縫表麵出現密集的麻點，錘擊（jī）應避（bì）開熔合線，以（yǐ）防焊縫剝（bāo）離開裂。
　　（6）蓋麵層焊接：蓋麵層焊縫應保證焊接區（qū）全部（bù）填滿，焊縫不需錘擊。焊接時，注意工作麵（miàn）留有一定加工餘量。
　　（7）焊接質（zhì）量檢（jiǎn）驗：
　　根層焊接：用10倍放大鏡進行（háng）焊（hàn）縫檢驗，不（bú）得有裂紋、未熔合、夾渣等焊接缺陷。
　　填充、蓋麵層：用10倍放（fàng）大鏡進行焊縫檢驗，每層焊縫焊完並錘擊（jī）後應清理焊渣，不得有裂（liè）紋、未熔（róng）合、夾（jiá）渣等焊接（jiē）缺陷。如發現（xiàn）有裂紋、未熔合、夾渣等缺陷（xiàn）應打磨幹淨重新施焊。
　　焊接工作（zuò）結束後，對所（suǒ）有的焊縫進行著色探傷，保證熔（róng）敷金屬（shǔ）及熔合線、熱影（yǐng）響區不得有裂紋、未（wèi）熔合缺陷，若發現上述缺陷應磨除重焊。
　　焊後修型：焊接結束後，采（cǎi）用（yòng）機（jī）械的方法對需整型的工件表麵進行修型，使其恢複原來形狀和尺寸（cùn）要求。
　　5　焊前工（gōng）件打磨清理、焊接材料及工器具
　　將凹槽打磨幹淨；如果槽內出現硬角及不利於（yú）施焊的窄縫、小坑（kēng）時，應利用手頭工具將其打磨成鐵水易於過渡的球麵或坡麵形狀（zhuàng），防止焊接過程中（zhōng）出現夾溝、夾雜、未溶（róng）合等不利於焊接質量及焊接工藝的情況出現，為後麵的補焊工作嚴格把關。缺失部分的表麵（miàn）及周圍15mm範（fàn）圍用磨光機清除鐵鏽、油汙等，打磨出金（jīn）屬光澤。補焊前的打（dǎ）磨（mó）測量工（gōng）作（zuò）非常重要，這一階段的工作質量直接（jiē）影響到焊接的質量，需要操作（zuò）人員（yuán）眼明心（xīn）細。
　　為保（bǎo）證補焊工作順利進行，施焊（hàn）前應（yīng）準備好相應的工具且擺放到位。
　　測溫儀（yí）：用於隨時（shí）檢測（cè）補焊時的溫度變化。
　　放大鏡：檢查焊（hàn）前、焊接中、焊後有（yǒu）無裂紋。
　　氣錘：焊接中錘擊焊道降低應力。
　　手錘、扁鏟：剔除焊接中產生的飛濺（jiàn）、粘連（lián）等。
　　焊鉗、焊帽、焊條保溫桶等施焊（hàn）焊工（gōng）工具。
　　氧-乙炔焰預熱、熱處理（lǐ）氣瓶一套，供預熱熱處理使用。
　　選用相匹配的ENiCrFe-3焊條（tiáo），150℃烘幹1～2小時。
　　磁粉滲透檢測劑一（yī）套，供焊縫檢測。
　　6　焊接過程及操作注意事（shì）項
　　焊（hàn）接材料（liào）為ENiCrFe-3焊條，為異種材質焊接，根層的焊接（jiē）應采用小電流規範進行，選用Φ2.5mm焊（hàn）條，直流反接。采用對稱、短（duǎn）弧的分段跳焊工藝（yì），先焊坡口中間，後焊邊緣，保證與母材（cái）熔合良（liáng）好。單道焊道長（zhǎng）度不超（chāo）過（guò）30mm，後焊焊道壓先焊焊道1/3，減少對母材的稀釋。在整個堆焊麵上施焊層，焊（hàn）接過程中（zhōng）保持預（yù）熱溫度（dù）。層（céng）焊完後，應用石棉（mián）帶蓋住（zhù）補焊區，保溫緩冷至室溫進行宏觀檢驗（yàn），確保無缺陷後才可以進行填充層的（de）焊接。填充層焊接，采用Φ3.2mm焊條焊（hàn）接，焊接電流105-115A。焊接時采用短（duǎn）焊道，分（fèn）段（duàn）跳焊焊（hàn）接長度不（bú）超過30mm，焊後立即錘擊焊道。焊接過程中，層間溫度不得超（chāo）過70℃。為了有效消除焊接應力，焊接過程中除根層和蓋麵層焊縫不錘擊外，填充各層焊縫每焊30mm長均使用（yòng）圓頂氣錘立即（jí）進行均勻錘（chuí）擊。
　　層與層之間的銜（xián）接焊應采用橫豎或菱形交叉（chā）焊，每焊完一（yī）層後要用氣（qì）錘（chuí）進行錘擊，錘擊從焊縫中間（jiān）開始，逐漸錘向兩側，直到焊縫表（biǎo）麵（miàn）出現密集的麻點，如圖2。錘擊（jī）應避開熔（róng）合線，以（yǐ）防（fáng）焊縫剝離開裂（liè）。如此反複直至將缺失（shī）部分（fèn）補焊至距（jù）軸套內、外壁及端（duān）麵0.5mm處後，認真（zhēn）錘擊找平做（zuò）好蓋麵焊準備。Z後一（yī）層蓋麵焊完成後不錘（chuí）擊，補焊應高出軸套內、外壁及端麵（miàn）2mm，以保（bǎo）證機加（jiā）工餘量。

　　內槽缺陷補（bǔ）焊完後，再（zài）進行缺失部分的（de）補焊；補焊缺失部分時，應用石棉布或保溫棉將軸套內孔（kǒng）封堵，以防（fáng）飛濺傷及內表麵。
　　焊接過程中始終跟蹤控溫（wēn）、焊接（jiē）質量監督，保證焊接過程中（zhōng）軸（zhóu）套溫度不得高於70℃。
　　每層焊完後，用10倍放大鏡進（jìn）行焊縫檢驗，不得有裂紋、未熔合、夾渣等焊接缺陷，如有缺陷應及（jí）時處理（lǐ）。
　　7　焊後檢驗
　　焊接過程中隨時檢查有無裂紋、未（wèi）熔合、夾渣等缺陷，一經發現及時消除再進行補焊（hàn）。補焊完成後（hòu），用石棉保溫材料包蓋緩冷至室溫，采用外觀檢驗（yàn）和著色檢驗相結合的方法進行（háng），要求焊縫及熱影響區不得有裂紋、未熔合等缺陷。
　　8　結束語（yǔ）
　　（1）控製（zhì）層間溫度、錘擊消除應力是保證補焊（hàn）成功的關鍵（jiàn）所在。
　　（2）撈（lāo）渣機（jī）減速機軸套損傷的補焊在製定合理的技術方案後需要操作（zuò）人員的耐心、細致的施焊和（hé）技（jì）術團隊的相互配（pèi）合。
　　（3）通過修（xiū）費利舊體現了創建節約型企業的精神，為企業節省了檢（jiǎn）修費用，在企業內得到（dào）廣泛推廣（guǎng），為今後的其（qí）它部件修複工作提供了有效的經驗和（hé）技術（shù）方法。
　　參考文獻
　　[1]國家職業資格培訓教（jiāo）程.焊工（技（jì）師技（jì）能高（gāo）級技師技能）[Z].
　　[2]DL/T715-2000.火力發電廠金屬材料導則[S].
　　[3]DL/T869-2011.火力發（fā）電廠焊接技術規（guī）程[S].

來源：《科技創新與應（yīng）用》2016年第31期