專利名稱：一種制做或修復大型軸瓦新工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種以堆焊代替澆鑄巴氏合金制做或修復大型轉動機械軸瓦的新工藝。
一些大型轉動機械，如汽輪發(fā)電機、給水泵等，常因軸瓦巴氏合金的損壞而影響安全進行。為制做或修復巴氏合金軸瓦，一般公知的生產工藝有如下幾種1、靜心澆鑄法該法將瓦胎預熱，采用氯化鋅、氯化銨藥品，用純錫或錫鉛合金掛底，將軸瓦立置，并采用內桶式模具進行澆鑄。該法的缺點是由于預熱溫度高，合金澆鑄量大，瓦胎變形較大，易產生脫胎、重皮、疏松及夾渣等缺陷;容易產生成份及組織偏析現象，金相組織β相及ε相較粗大，巴氏合金硬度較低;采用錫鉛合金掛底，導致合金的耐熱性降低，合金浪費量較大。
2、離心澆鑄法該法在離心澆注機上一次性將液態(tài)巴氏合金澆入封閉式模具，然后使軸瓦轉動，在離心力作用下，液態(tài)合金充滿瓦胎，軸瓦外通水冷卻。
該法的不足是澆鑄須在離心澆鑄機上進行，設備投資較大;易產生重皮、脫胎、β相與ε相向瓦胎界面聚集及成份偏析等缺陷。
3、壓力澆鑄法該法使?jié)茶T后的巴氏合金在加壓狀態(tài)下冷卻，使其得到較致密的澆鑄層。對于大型軸瓦，該法實施起來難度較大。
本發(fā)明的目的在于采用新的堆焊工藝代替一般公知的澆鑄巴氏合金生產工藝，來制做或修復大型轉動機械的軸瓦，使之操作簡單，無需大型設備，造價低廉，并可彌補一般公知的澆鑄巴氏合金生產工藝的不足。
本發(fā)明的目的是采用如下主要工藝流程來實現的舊瓦合金清除-軸瓦表面清洗及除銹-瓦胎結構倒角改修-瓦胎預熱-采用制備好的掛底釬焊合金焊條進行釬焊掛底-將制備好的中分式端擋板模具安裝在瓦胎上-采用制備好的堆焊焊條堆焊巴氏合金-全部堆焊合金進行重熔處理-焊后保溫及機械加工。
制備掛底釬焊合金焊條時，釬焊合金的熔煉溫度為550°-600℃，煉制的1號掛底釬焊合金的化學成分(重量百分比)為錫 89-90.7銀 9-10.71號掛底釬焊合金中的雜質含量的重量百分比數應不大于銻 0.05砷 0.02鐵 0.11銅 0.03鉛 0.05硫 0.01采用1號掛底釬焊合金焊條進行釬焊掛底時，瓦胎預熱溫度為160-220℃。在釬焊表面涂刷焊劑的配方(重量百分比)是氯化鋅 30氯化銨 4
氯化錫 3.5鹽酸 3水 59.5釬焊表面加熱至1號掛底釬焊合金的熔化溫度250-270℃，熔化焊料，進行釬焊。
煉制的2號掛底釬焊合金的化學成分(重量百分比)為錫 94-95.7銀 4-5.72號掛底釬焊合金中的雜質含量的重量百分數與1號掛底釬焊合金中的雜質含量相同。
采用2號掛底釬焊合金焊條進行釬焊掛底時，瓦胎預熱溫度為140°-200℃。在釬焊表面涂刷焊劑的配方與采用1號掛底釬焊合金焊條進行釬焊掛底時的焊劑配方相同。釬焊表面加熱至2號掛底釬焊合金的熔化溫度220°-230℃，熔化焊料，進行釬焊。
堆焊巴氏合金時，預熱瓦胎后所涂焊劑的配方(重量百分比)是氯化鋅 70氯化銨 25氯化鉀 5加水稀釋后百分比濃度為20-50%。堆焊一層涂焊劑后進行重熔處理，每相鄰兩道重熔區(qū)的重迭尺寸不小于單道熔寬的四分之一。第一層堆焊合金全部重熔后，再涂焊劑進行第二層堆焊。焊后達到堆焊尺寸后，應涂刷焊劑，對全部堆焊合金層進行一次重熔處理。
重熔后的大型軸瓦需冷卻和均勻加熱，使瓦胎溫度均勻達到100-120℃，之后，采用保溫材料將軸瓦內外壁包好，進行保溫，當瓦胎緩冷至常溫后，拆除模板。
在釬焊掛底和堆焊時，先將制備好的模具裝到瓦胎上，以防止軸瓦端頭液態(tài)合金跑漏。
由于采用了上述主要工藝流程與方法，使本發(fā)明具有如下特點1、采用箱式電阻爐熔煉錫銀系掛底合金，熔煉設備簡單;
2、采用熔煉的掛底合金并配制專用焊劑，提高了釬焊時的潤濕性與抗氧化性;
3、本工藝用于現場制做或修復大型轉動機械的軸瓦，尤其是較薄合金層的大型汽輪機主軸瓦，較為方便，無需大型設備;
4、掛底合金中的銀在釬焊時有微量的擴散作用，加之嚴格控制了掛底合金中的雜質成份，因而提高了雙金屬復合層的結合性能;
5、采用薄鋼板及石棉板做中分式端擋板模具，可節(jié)省較多的巴氏合金，使用方便，造價低;
6、采用微碳化焰并加釬劑堆焊，進行重熔處理，可清除界面處雜質及假焊等缺陷，消除了脫胎現象，合金成份均勻，硬度較高，沖擊韌性較好，瓦胎不變形。
本發(fā)明的主要工藝方法與主要流程內容如下1、舊瓦合金清除、軸瓦表面清洗及除銹舊軸瓦在堆焊前，應將原有的巴氏合金清除，應防止損壞瓦胎表面。瓦胎表面的油污采用化學清洗劑清洗，油污嚴重的部位應進行特殊處理。軸瓦表面的銹斑應除去并保證一定的表面光潔度。
2、瓦胎結構倒角改修對瓦胎燕尾槽凹肩倒角進行改修，使之成為圓角，以防雙金屬間的應力集中。
3、制備掛底釬焊合金采用箱式電阻爐熔煉銀系掛底釬焊合金，熔煉溫度為550°-600℃。煉制的1號與2號掛底釬焊合金的化學成份一雜質含量同前所述。
4、制備堆焊焊條采用煤氣、氧乙炔焰、電熱等熱源，用石墨坩堝加木碳熔化巴氏合金，并加氯化銨精煉，在熔融狀態(tài)下，用不銹鋼棒攪拌均勻的情況下，立即鑄成堆焊焊條，以免合金成分偏析。熔化溫度為480-500℃，鑄條溫度為380-420℃。
5、釬焊掛底釬焊掛底時，先將瓦胎預熱，同前所述，釬焊1號掛底釬焊合金時的預熱溫度為160-220℃，2號掛底釬焊合金為140-200℃。瓦胎達到預熱溫度后，在釬焊表面涂刷焊劑。用氧乙炔焰把釬焊表面加熱至焊料熔化溫度，1號掛底釬焊合金為250-270℃，2號掛底釬焊合金為220-230℃。熔化焊料，并用麻布沾焊劑涂刷熔化合金，待釬焊面全部釬焊一層后，用鋼絲刷沾焊劑并配合火焰加熱打刷熔化合金表面，以防出現假焊現象。焊層厚度為100-200微米。
6、堆焊巴氏合金堆焊前，將已掛底釬焊的瓦胎進行預熱，預熱后涂焊劑，焊劑配方如上所述。用火焰將水份烤干。堆焊前需根據瓦胎直徑及厚度選擇焊槍及焊嘴，原則上采用較大焊嘴調至較弱火焰進行堆焊或重熔。
堆焊時，由瓦胎底部在瓦胎寬度方向堆焊一道合金。然后轉動瓦胎分別逐道向軸瓦兩端頭側堆焊。堆焊全部采用平焊位置，每道焊寬25-50毫米，每層厚度為3-15毫米。堆焊一層，涂焊劑后進行重熔處理。重熔時每相鄰兩道重熔區(qū)的重迭尺寸不小于單道熔寬的四分之一。第一層堆焊合金全部重熔后，再涂焊劑進行第二層堆焊。直至將模具堆平，達到規(guī)定機加工尺寸。堆焊層總厚度將依據軸徑與瓦胎內徑尺寸而定，其計算公式為總厚度＝(瓦胎內徑-軸外徑-(4-8)毫米)/2焊層達到堆焊尺寸后，應涂刷焊劑，對全部堆焊合金層進行一次重熔處理。
7、中分式端擋板模具制備本發(fā)明的工藝中，釬焊掛底和堆焊時，先將模具裝到瓦胎上。所采用的模具系中分式端擋板模具。端擋板模具又分為內套端擋板模具和外套端擋板模具。
以下將結合附圖對本發(fā)明所采用的模具作進一步詳細說明。


圖1是中分式外套端擋板模具示意圖。
圖2是圖1的A-A斷面圖。
圖3是中分式內套端擋板模具示意圖。
圖4是圖3的A-A斷面圖。
參照圖1與圖2，中分式外套端擋板模具由上瓦胎1與下瓦胎8構成圓柱型殼體，在兩瓦胎中間裝有中分板2與中分間隙板3，由軸瓦聯(lián)結螺栓5將上瓦胎1與下瓦胎8連接在一起。在瓦胎兩端裝有石棉墊板7及外套端板6。
裝配模具時，首先將上瓦胎1與下瓦胎8對合，將中分板2與中分間隙板3裝入上瓦胎1與下瓦胎8平瓦口中間，以達到堆焊時不使上下巴氏合金連接到一起的目的。中分板3與中分間隙板3的長度與兩瓦胎的寬度相等。裝配時，中分間隙板3與兩瓦胎平瓦口間留有一定間隙，使之該處所堆焊的巴氏合金4留有一定的加之余量。緊固軸瓦聯(lián)結螺栓5使其壓緊中分板2與中分間隙板3，然后將石棉墊板7及外套端板6固定在上瓦胎1與下瓦胎8的兩端。
參照圖3與圖4，中分式內套端擋板模具由上瓦胎9與下瓦胎10構成圓柱型殼體，在兩瓦胎中間裝有中分板20及中分間隙板19，由軸瓦聯(lián)結螺栓18將上瓦胎9與下瓦胎10聯(lián)結在一起，并使外套石棉墊板14及外套端擋板15固定。在上瓦胎9與下瓦胎10內部安裝了內套板11及模板聯(lián)筋12所組成的內套模、還安裝了內套石棉墊板13。內套模為單體結構，是由兩塊半圓型內套板11及模板聯(lián)筋12焊制而成。該模具裝配時先裝內套模，后裝中分板20，再緊固上瓦胎9與下瓦胎10為一體，然后再裝配外套端擋板15。
中分式內套端擋板模具與外套端擋板模具可根據不同瓦型搭配使用。外套端擋板6及15皆可采用點焊或螺栓聯(lián)結方式固定。
8、焊后保溫及機械加工重熔后的大型軸瓦需冷卻和均勻加熱，使瓦胎溫度均勻地達到100-120℃，之后，采用保溫材料將軸瓦內外壁包好，進行保溫。當瓦胎緩冷至常溫后，拆除模板，焊層經檢查合格后進行機械加工。
經試驗，采用本發(fā)明的工藝方法進行制做或修復大型軸瓦，操作簡單，無需大型設備，造介低廉，并可彌補一般公知的澆鑄巴氏合金生產工藝的不足。
權利要求
1.一種以堆焊代替澆鑄巴氏合金制做或修復大型軸瓦的新工藝，其特征是制備掛底釬焊合金的熔煉溫度為550-600℃，煉制的1號掛底釬焊合金化學成分(重量百分比)為錫 89-90.7銀 9-10.71號掛底釬焊合金中的雜質含量的重量百分比數應不大于銻 0.05砷 0.02鐵 0.11銅 0.03鉛 0.05硫 0.01釬焊表面加熱至1號掛底釬焊合金的熔化溫度為250-270℃，熔化焊料，進行釬焊。
2.一種以堆焊代替澆鑄巴氏合金制做或修復大型軸瓦的新工藝，其特征是煉制的2號掛底釬焊合金的化學成分(重量百分比)為錫 94-95.7銀 4-5.72號掛底釬焊合金中的雜質含量的重量百分數與1號掛底釬焊合金中的雜質含量相同，采用2號掛底釬焊合金焊條進行釬焊掛底時，瓦胎預熱溫度為140°-200℃，釬焊表面加熱至2號掛底釬焊合金的熔化溫度220°-230℃，熔化焊料，進行釬焊。
3.根據權利要求1或2所述的新工藝，其特征是采用1號或2號掛底釬焊合金焊條進行釬焊時，在釬焊表面涂刷焊劑的配方(重量百分比)是氯化鋅 30氯化銨 4氯化錫 3.5鹽酸 3水 59.5。
4.根據權利要求1或2所述的新工藝，其特征是堆焊巴氏合金時，預熱瓦胎后涂焊劑的配方(重量百分比)是氯化鋅 70氯化銨 25氯化鉀 5加水稀釋后百分比濃度為20-50%，堆焊一層涂焊劑后進行重熔處理，每相鄰兩道重熔區(qū)的重迭尺寸不小于單道熔寬的四分之一，第一層堆焊合金全部重熔后，再涂焊劑進行第二層堆焊，焊后達到堆焊尺寸后，應涂刷焊劑，對全部堆焊合金層進行一次重熔處理。
5.根據權利要求1或2所述的新工藝，其特征是所采用的模具為中分式內套端擋板模具與外套端擋板模具，外套端擋板模具由上瓦胎1與下瓦胎8構成圓柱型殼體，在兩瓦胎中間裝有中分板2與中分間隙板3，由軸瓦聯(lián)結螺栓5將上瓦胎1與下瓦胎8連接在一起，在瓦胎兩端裝有石棉墊板7及外套端板6，中分式內套端擋板模具由上瓦胎9與下瓦胎10構成圓柱型殼體，在兩瓦胎中間裝有中分板20及中分間隙板19，由軸瓦聯(lián)結螺栓18將上瓦胎9與下瓦胎10聯(lián)結在一起，并使外套石棉墊板14及外套端擋板15固定，在上瓦胎9與下瓦胎10內部安裝了內套板11及模板聯(lián)筋12所組成的內套模、還安裝了內套石棉墊板13，內套模為單體結構，是由兩塊半圓型內套板11及模板聯(lián)筋12焊制而成。
6.根據權利要求1或2所述的新工藝，其特征是重熔后的大型軸瓦需冷卻和均勻加熱，使瓦胎溫度均勻地達到100-120℃，之后，采用保溫材料將主內外壁包好，進行保溫，當瓦胎緩冷至常溫后，拆除模板。
全文摘要
一種制做或修復大型軸瓦新工藝，以堆焊代替澆鑄巴氏合金制做或修復大型轉動機械軸瓦，采用的工藝是瓦胎預熱—采用制備好的掛底釬焊合金焊條進行釬焊掛底—將制備好的中分式端擋板模具安裝在瓦胎上—采用制備好的堆焊焊條堆焊巴氏合金—全部堆焊合金進行重熔處理—焊后保溫及機械加工。采用本發(fā)明的工藝方法進行制做或修復大型軸瓦，操作簡單，無需大型設備，造價低廉，并可彌補一般公知的澆鑄巴氏合金生產工藝的不足。
文檔編號B23K9/04GK1053829SQ9010648
公開日1991年8月14日 申請日期1990年12月18日 優(yōu)先權日1990年12月18日
發(fā)明者劉傳玉 申請人:東北電力試驗研究院