維修案例

解讀WK-10B挖掘機維修回轉齒圈焊接修復工藝

發布日期:2017-12-6 瀏覽次數:418

 

 

 

  解讀WK-10B挖掘機維修回轉齒圈焊接修復工藝,一臺WK-10B型挖掘機修理出現回轉齒圈斷裂和斷齒現象。該齒圈位于底架梁和中盤之間,屬于非易損件,其損壞后可進行焊接修復。霍林河地區的冬季氣溫低,多數都在-40~-32 ℃之間,作業環境比較惡劣,若在露天坑下焊接易出現裂紋。根據經驗,我們采用加熱保溫直流電弧焊,對其進行焊接修復。焊前準備  (1)確定回輪齒圈材質 經金屬材料實驗室取樣化驗,確定斷裂齒圈材質為ZG42CrMo。此材質碳含量高,合金元素含量多,焊接性差,淬硬傾向大,屬于較難焊接材料。焊接時如果冷卻速度過快,焊縫和焊接熱影響區極易產生硬脆的馬氏體組織,形成冷裂紋。
選擇焊接方法和焊接材料 根據現場焊接條件,采用直流反接電弧焊。在焊接焊材選用上,根據ZG42CrMo材料的機械性能,借鑒以前焊接其他挖掘機回轉齒圈的經驗,選取A507奧氏體不銹鋼焊條。但在實際焊接時出現了裂紋,導致焊接失敗。經分析認為,產生裂紋是因為冷卻速度過快和焊后熱處理時間短,使得脆硬組織產生冷裂紋。A507焊條價格較高,用于較大焊接量的成本也較高。基于上述原因,決定更換焊條。經過查找資料和咨詢廠家,確定使用J707焊條,焊條規格選用φ3.2 mm和φ4.0 mm,其參數如附表所示。 J707焊條參數焊條直徑 mm焊接電流 A電弧電壓 V焊接速度 mm/min改善焊接環境 為了降低風速,提高焊接環境溫度,采取用苫布將挖掘機圍起。焊接環境溫度要求在16 ℃以上,達不到要求可用大功率加熱器進行加熱。
烘焙焊條焊條在使用前,必須參照焊條制造廠推薦參數(烘焙溫度和烘干時間)進行烘焙,J707焊條烘焙溫度為350~400 ℃。將焊條烘焙1 h,烘焙好的焊條放到保溫箱內保溫。保溫溫度控制在100~150 ℃范圍內,隨用隨取。制作樣板為確保齒圈樣板的節圓半徑和齒形角與大齒圈的一致,以及被鑲焊的齒塊定位準確,要求齒圈樣板包含5個齒牙以上。齒圈樣板可根據挖掘機上回轉齒圈齒形制作,材料采用0.5~0.75 mm厚的鍍鋅板或鋼板。樣板制成后,其與挖掘機上回轉齒圈齒面定位間隙應在1 mm以內。切割齒塊選擇齒形比較好的報廢回轉大齒圈,清洗去除其表面油污;根據挖掘機斷裂齒圈修復齒數需要,對回轉大齒圈進行整體切割,要求其厚度與齒根寬皆留5 mm余量,鑲入齒牙背部方向的厚度不小于40 mm。
刨削齒圈將需修復回轉齒圈斷裂處及附近齒牙的油污、鐵屑等雜物清理干凈,經檢查應無其他裂紋;將齒圈斷口附近100 mm范圍預熱至150 ℃后,再刨削損壞的齒牙,斷口及齒牙背側的2道筋板也要刨削平整,斷口兩端應刨出30°角左右坡口;根據齒圈刨削的形狀和尺寸,對需要鑲入的齒塊進行修形;用角磨機將所刨削齒圈上的坡口及齒牙背側的2道筋板打磨平整至有金屬光澤,需要鑲入的齒塊按同樣要求處理。焊接過程 (1)齒塊點焊定位將修整完畢的齒塊放入需修復回轉齒圈的新開缺口內,先調整上下間距,使齒塊上下端面與大齒圈端面平齊;然后根據齒圈樣板,調整好齒塊齒面弧度和兩端的齒間距,確認齒間距均勻無誤后,對齒塊進行對稱點焊定位。
鑲補筋板齒塊點焊定位后,測量其背側的2道筋板尺寸和形狀;將厚度30 mm的16Mn鋼板按測量出筋板的尺寸和形狀,割出2道筋板,再按要求加工出坡口,并打磨平整;將齒塊取下,將底部筋板鑲入原筋板相應位置,點焊固定;檢測無誤并進行預熱后,即可焊接筋板與齒圈間的焊縫。完成焊接筋板鑲補完畢后,按照上述方法將齒塊重新組對、點焊固定、預熱,待預熱溫度達到要求后再焊接一遍底部筋板與齒塊之間的焊縫;焊完后組對上部筋板至相應位置,再進行預熱,達到溫度后焊接2道連接焊縫;最后檢測溫度,如果溫度在要求范圍內,可按要求焊接2道對接的焊縫至飽滿,達不到要求則需重新加熱后再進行焊接。
焊接控制要點焊前預熱方式采用紅外線加熱器進行加熱,溫度控制在200~250 ℃之間,預熱范圍距坡口邊緣100 mm左右。加熱溫度可在焊縫兩側50 mm范圍內使用紅外線測溫儀進行檢測。由于加熱器沒有溫度控制裝置,所以加熱時間應控制在12~15 h之間。焊接時應采用多層多道焊接,焊接電流不超過規定的上限。焊道擺動范圍應控制在6~12 mm,在靠近母材的焊道焊接時,不宜擺動焊條。焊層厚度應控制在2.5~4 mm。應先焊接左側焊口,后焊接右側焊口。焊接過程中,要及時清理熔渣和焊道內附著的煙塵,避免焊縫殘留夾渣和氣孔,同時力求做到焊縫層間溫度在200 ℃左右,以防溫差過大產生裂紋。焊接過程中停止或休息時需要繼續加熱,以保證層間溫度不低于200 ℃。除定位焊、打底焊(前3層)和焊縫蓋面不得錘擊消應力外,其他每焊一層都應立即進行錘擊消除應力。焊接完畢后進行熱處理時,要求將加熱簾子鋪蓋在焊接焊縫的齒面上。焊后修整焊接的齒圈經熱處理后還要進行齒形修整。修整時要求將齒頂面凸起部分打磨平整,齒面按照樣板的齒形進行打磨。修整后的齒形用樣板卡上后間隙應在1 mm之間,且各齒之間間隙均勻,齒距在要求的范圍內。在齒形修整完畢后,進行著色檢驗無焊接缺陷后即可投入使用。此工藝適用于齒塊鑲嵌的修復,對于單個齒牙損壞同樣適用。

 
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