專利名稱：藥芯焊絲氣保焊焊修耐磨件的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及因磨損或掉±央而失效的優(yōu)質中碳合魅,才磨機件的焊補修復，尤其 涉及用藥芯焊絲氣體保護電弧焊焊補修復這些耐磨件的方法。
背景技術：
優(yōu)質中碳合金鋼復雜表面耐磨機件審隨時一般經(jīng)鍛打成形，機械粗加工、整體 調質處理，獲得有較高強度、適當硬度和一定塑韌性的綜合機械性能，精加工后對要求耐磨的工作表面進行一定深度的表面淬火及低溫回火處理，(如淬硬層在2 mm以 下的用高頻淬火，3—5咖的用中頻淬火)，獲得較高的硬度(如HRC42—46、 HRC46 ""50等)，達到在使用時耐磨而具有較長使用壽命的目的(精確配合的機件在表面 淬火回火后還要進行磨削加工)。這種機件使用中承受較惡劣的工況條件，在多種因 素(如大力矩擠壓、沖擊、彎扭、摩擦及腐蝕等)的作用下，經(jīng)磨料磨損、粘著磨 損、沖擊磨損、應力腐蝕等作甩使用一段時間后,原有的淬硬層被磨掉并加速磨損節(jié) 距發(fā)生變化在而失效,有少數(shù)件個別部位因材質或熱處理存在問題,使用不長時間工 作表面就被擠碎或掉塊而失效?，F(xiàn)有技術對這些失效件的焊補修復方法是使用手工電弧焊直接進行堆焊焊補而 后手工打磨。 一種是使用結506、結507焊條經(jīng)予熱后進行堆焊，雖然可以達到焊 上不裂能將就使用的目的，但由于用這種焊條堆焊的焊縫強度硬度均樹氐(還達不 到基體的強度和硬度)，使用后很快磨損失效，達不到焊補修復的目的。另一種是采 用結857—結107這種高強度焊條^用較高硬度(如HRC50、 HRC55或HRC60) 的耐磨堆焊焊條進行焊接，因工藝不合適加上冷速過快產生焊接裂紋的可能性很大， 使修復工作無法進行，既使在焊接時未發(fā)現(xiàn)裂紋，但因存在的焊接殘余應力較大， 使用過程中也可能出現(xiàn)脆性開裂。使用結107和高硬度耐磨堆焊焊條焊補后由于硬 度過高還必然對相嚙合或耦合的機件造成不良影響，加速其磨損。另外，由于手工 電弧焊電弧燃燒時焊條的焊芯和藥皮即被溶化形成溶滴，對于如鏈輪齒、齒輪及花 鏈齒這種復雜表面的堆焊形狀尺寸控制起來十分困難，在堆焊高度和寬度上都必然
產生較多的贅肉，造成極大的修磨工作量。第三種'修復方法是先用奧氏體不銹鋼焊 條手工電弧焊堆焊過渡層，再堆焊耐磨工作層。這種方 去如果工藝得當，預熱及緩 冷控制得好，可以避免焊接裂紋的產生，使耐磨工作層和基體有較高的結合強度， 但同第二種修復方法一樣，不易控制堆焯層尺寸及形狀，造成相當大的修磨工作量， 同時因工作表面硬度偏高而對嚙合件產生不良影響，加速其磨損。第四種是碳弧堆 焊合金耐磨粉塊，除具有上述手弧堆焊的缺點外，勞動環(huán)境差是其更壞的缺點。由 于目前的技術不夠穩(wěn)定可靠，這些損壞失效的機件，特別是關鍵的傳動和受力件(如 刮板輸送機及轉斷幾的主傳動鏈輪、大型設備的齒輪和花鍵軸等)，用戶往往不敢委 托修復(或試過一兩次后效果不夠理想就不再委托修復了)，寧愿花大價錢購買新件， 失效f襯艮廢處理又覺得很可惜，故造成大量積壓，加上有時無現(xiàn)成的新件更換而停 機待件使開機率斷氐而造成的損失，這種浪費十分驚人，用戶的生產成本因此而增 加，對緊缺的社會資源也慰艮大的浪費，比如有些煤機廠制造大功率刮板運輸機鏈 輪的材料相當一部分是從國外進口的。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有技術的不足之處，提供一種因磨損或掉±央而損壞 失效的優(yōu)質中碳合金鋼復雜型面的耐磨機件的可靠而經(jīng)濟實用的焊補修復方法。本發(fā)明所述藥芯焊絲氣保焊焊修耐磨件的方法，對于僅僅因為磨損而失效的機 件，經(jīng)徹底清理清洗，認離測，確定焊補修復方案及各處各層的堆焊厚度后，作出清楚的對位標記。對于磨損深度已經(jīng)超過原設計淬硬層1.5 mm以上的部位，采取 預熱后先用適當?shù)膴W氏體不銹鋼藥芯焊絲進行氣體保護電弧堆焊過渡層至原設計淬 硬層基部，再用耐磨合金藥芯焊絲進行氣體保護電弧堆焊，至超過原工作表面0.5 —1咖厚度，最后經(jīng)過精細加工，達到原設計精度要求，對于因脆性大或受到附加 外力作用而掉塊的部位，先用60(h-700Ma級優(yōu)質結構鋼焊條經(jīng)予熱后進行手工電 弧堆焊恢復基體形狀和尺寸至留有2 mm左右堆焊過渡層的欠量，然后按前述磨損失 效的部位焊補修復方法進行過渡層和耐磨工作層的堆焊。本發(fā)明所述的藥芯焊絲氣保焊焊修耐磨件的方法，涉及用奧氏體不f辯B藥芯焊 絲氣體保護電弧焊經(jīng)預熱后堆焊過渡層。用優(yōu)質中碳合金鋼制造的工作表面形狀復 雜的耐磨機件，為了承受工作條件下的拉、壓、彎、扭、剪、擠、摩擦(鏈輪是大 力矩條件下的干摩擦)等一種或多種受力的境遇，下料鍛打(自由鍛或模鍛)并經(jīng)粗加工后都要進行整體調質處理(淬火后高溫回火)，處理后硬度為HB245--270 的中高硬度(相當于HRC25—27)，其金相組織為晶粒很細的回火馬氏體加貝氏體， 焊接性很差，焊接時不采取相應的措施就很容易出現(xiàn)焊接裂紋而造成修復失敗。焊 接前對待焊部位及周圍30~80 mm范圍內進行中等溫度的預熱，就是為了減小焊接處 與基體的溫度差別，減小焊接應力，延緩焊后冷卻速度，避免焊接裂紋的產生。含 鈦奧氏體不銹鋼固態(tài)時任何溫度下都是奧氏體，塑性好、韌性好，高溫下晶粒不易 ffl3i長大，藥芯熔化后經(jīng)過冶金反應產生向焊縫滲入有用合金和去氫的作用，使過 渡層與基體、過渡層與和耐磨層之間都能獲得良好的結合，選用合適牌號的奧氏體 不銹鋼藥芯焊絲可以獲得比基體略低的抗拉3艘，良好的塑性，特別是較高的沖擊 韌性的綜合機械性能，可以充分地滿足整體的承載能力。本發(fā)明對于一些復雜耐磨工作表面(如鏈輪、齒輪、花鍵等)的焊補考慮了采 用工裝模具、檢驗樣板精確量具等，使各部位的焊補都能處于最佳和較佳的焊銜立 置(平焊或半立焊)，并能方便地控制焊補厚度，加上氣體f，焊一IS用n.6raffl 藥芯焊絲，僅相當于常用的# 3.2咖、多4咖電焊條單位長度上的體積的1/4—1/7， 故更能方便地控制焊縫高度及其成形。焊接過程產生的有害氣體總量比手工焊少約 1/2，比碳弧焊少2/3以上，對焊工健康及周圍環(huán)境有利。采用C02氣體進行保護時，其焊補成本略高于手工電弧焊，但由于焊后修磨工 作量僅相當于手工電弧焊補后的1/2—1/3，故總成本是降低的，采用氬氣保護焊時, 其焊補成本相當于手工電弧焊的約1.8倍，但由于焊后的修磨量僅相當于手工電弧 焊補后的1/4一1/6，故總成本與手工電弧焊可以持平。
具體實施例方式現(xiàn)結合礦用刮板輸送機主傳動鏈輪組焊補修復說明如下本發(fā)明所述藥芯焊絲 氣體傲戶電弧焊焊補修復耐磨件的方法，涉及認離測，確定各部位各層次的焊補厚度，并作好對位iH己，經(jīng)預熱使用含鉻鎳鈦合金的奧氏體藥芯焊絲氣體傲戶焊X寸基體磨損或掉塊的部位堆焊過渡層，堆焊時隨時檢測，認真控制焊補厚度，而后用 相應的耐磨合金藥芯焊絲進行氣體保護電弧焊堆焊耐磨工作層，焊補中進行隨時檢測，使耐磨堆焊層高度僅留有0.5—1咖的加工修磨余量。堆焊時由工裝保證使焊接 處于有利位置，并由?？蚝蜋z驗樣板等既保證齒的兩頂雌焊至啦，又基本無修磨量， 齒形輪廓及弧形鏈窩的修磨裕量控制在imm之內，最后進行人工修磨，用精細樣板
及量具隨時檢測，直到完全達到制造廠的出廠尺寸和形狀位置精度。ftt量較大時， 則應在專用銑(磨)設備上由相應的工裝卡量刃具進行精細加工來保證各齒分度準 確及加工精度，達到制造廠出廠標準。本發(fā)明對于一些復雜耐磨工作表面(如鏈輪、 齒輪、花鍵等)的焊補考慮了采用工裝模具、檢驗樣板精確量具等，使各部位的焊 補都能處于最佳和較佳的平焊或半立焊的焊接位置，并能方便地控帝l脾補厚度，加上氣體保護焊一，用# 1.6 ,藥芯焊絲，僅相當于常用的# 3.2咖、- 4 mm電焊條 單位長度上的體積的1/4一1/7，故更能方便地控制焊縫高度及其成形。焊接過程產 生的有害氣體總量比手工焊少約1/2，比碳弧焊少2/3以上，對焊工健康及周圍環(huán)境 有利。使用本發(fā)明藥芯焊絲氣體保護焊焊補修復耐磨件的方法，可以獲得優(yōu)質堆焊焊 縫，使新的耐磨工作層通過過度層與原來的基體達到良好的結合，獲得相當于原淬 硬工作層與基體結合的強度和承載能力，產生焊接裂紋的可能性極小。由于新的耐 磨工作層整個厚度上性能一致，而制造廠表面淬火處理獲得的淬硬層的硬度由外向 內是逐漸降低的，所以新方法焊補的耐磨件的耐磨層f頓壽命比制造廠出廠新件要 高一些。由于新的耐磨工作層的表面硬度與制造廠出廠時的表面硬度基本相當，且 具有比表面淬火低溫回火處理方法更好的塑韌性，所以不會惡化相嚙合件的工作條 件，裝機使用運轉平穩(wěn)，受到用戶好評，可廣泛應用于礦山井下刮板輸送機、轉載 機的鏈輪組及其他設備的大型鏈輪，各種大型齒輪(模數(shù)大于8mm以上)大型花鏈 軸花鏈(齒高6mm以上)的焊補修復。
權利要求
1、一種藥芯焊絲氣保焊焊修耐磨件的方法，其特征在于在對機件徹底清洗后進行認真的檢測，確定修復方案和各部位各層次的焊補尺寸并作好對位標記，對于超過原淬硬工作層深度的基體磨損和掉塊缺損的部分經(jīng)中溫預熱后使用藥芯焊絲氣保護焊焊補恢復基體尺寸，能獲得與基體性能基本相當而沖擊韌性更好的過渡層焊縫，再用相應的藥芯焊絲氣體保護焊堆焊耐磨工作層，獲得比原淬硬層具有更優(yōu)秀品質的耐磨工作層，堆焊時使用相應的定位成形工裝及檢測工具，使焊接各部位時均處于最有利的平焊位置或較有利的半立焊位置，堆焊時能較為精細地控制各堆焊層焊縫的尺寸和形狀，大大減少最后修磨加工的工作量。
2、 根據(jù)權利要求i所述的藥芯焊絲氣保焊焊修耐磨件的方法，其特征在于對機 件進行清洗后認 測損壞磨損的尺寸，確定修復方案和各部位各層次的焊補尺寸并作好對位^H己，以按實際需要進行焊補施工。
3、 根據(jù)權利要求1所述的藥芯焊絲氣保焊焊修耐磨件的方法，其特征在于對超 過原淬硬工作層深度的基體磨損和 掉塊的部分經(jīng)均勻地中溫預熱后使用含鉻鎳 鈦合金能使焊縫形成常溫奧氏體組織的藥芯焊絲氣術，焊堆焊，以獲得具有良好 綜合機機械性能，特別是較高沖擊韌性的過渡層焊縫。
4、 根據(jù)權利要求1所述的藥芯焊絲氣保焊焊修耐磨件的方法，其特征在于使用 低碳高合金為套殼的藥芯焊絲氣體f跟驗過渡層上堆焊耐磨工作層，獲得比原淬 硬層具有更優(yōu)秀品質的焊縫。
5、 根據(jù)權禾頓求1戶腿的藥芯焊絲氣保焊焊修耐磨件的方法，其特征在于堆焊 時寸頓相應的定位成型工駄檢測工具，使各部位堆焊時被焊部位均處于最有禾啲 平悍焊樹立置或較有禾啲半立焊焊樹立置，堆焊時能較為精確地控制各堆焊層的焊 縫尺寸和形狀，大大減少最后修磨加工的工作量。
全文摘要
藥芯焊絲氣保焊焊修耐磨件的方法，涉及對損壞件清洗檢測后確定焊補修復方案及各部位各層次焊補所用藥芯焊絲牌號及焊補厚度，對基體認真預熱后先用含鉻鎳鈦合金能形成常溫奧氏體組織的藥芯焊絲在氣體保護下堆焊過渡層焊縫，在過渡焊縫上選用既能使工作層焊縫耐磨又具有一定塑韌性的藥芯焊絲在氣體保護下堆焊耐磨工作層，堆焊過程中使用工裝模具及檢測樣板和量具，使具有復雜形狀工件的堆焊處于平焊或半立焊的有利焊接位置，認真對照最初檢測所確定的相關部位各層次的補焊厚度，控制堆焊層尺寸，最大限度地減少耐磨層的加工裕量，最后經(jīng)精細加工修磨，本發(fā)明應用先進可靠的焊接技術和先進焊接材料，整體效率高，焊縫質量得到充分保證。
文檔編號B23K9/16GK101112730SQ200710016239
公開日2008年1月30日 申請日期2007年7月25日 優(yōu)先權日2007年7月25日
發(fā)明者王大志 申請人:王大志