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维修案例

解读WK-10B挖掘机维修回转齿圈焊接修复工艺

文字:[大][中][小] 手机页面二维码 2018/1/16     浏览次数:    
解读WK-10B挖掘机维修回转齿圈焊接修复工艺,一台WK-10B型挖掘机修理出现回转齿圈断裂和断齿现象。该齿圈位于底架梁和中盘之间,属于非易损件,其损坏后可进行焊接修复。霍林河地区的冬季气温低,多数都在-40~-32℃之间,作业环境比较恶劣,若在露天坑下焊接易出现裂纹。根据经验,我们采用加热保温直流电弧焊,对其进行焊接修复。焊前准备(1)确定回轮齿圈材质经金属材料实验室取样化验,确定断裂齿圈材质为ZG42CrMo。此材质碳含量高,合金元素含量多,焊接性差,淬硬倾向大,属于较难焊接材料。焊接时如果冷却速度过快,焊缝和焊接热影响区极易产生硬脆的马氏体组织,形成冷裂纹。选择焊接方法和焊接材料根据现场焊接条件。
采用直流反接电弧焊。在焊接焊材选用上,根据ZG42CrMo材料的机械性能,借鉴以前焊接其他挖掘机回转齿圈的经验,选取A507奥氏体不锈钢焊条。但在实际焊接时出现了裂纹,导致焊接失败。经分析认为,产生裂纹是因为冷却速度过快和焊后热处理时间短,使得脆硬组织产生冷裂纹。A507焊条价格较高,用于较大焊接量的成本也较高。基于上述原因,决定更换焊条。经过查找资料和咨询厂家,确定使用J707焊条,焊条规格选用φ3.2mm和φ4.0mm,其参数如附表所示。J707焊条参数焊条直径mm焊接电流A电弧电压V焊接速度mm/min改善焊接环境为了降低风速,提高焊接环境温度,采取用苫布将挖掘机围起。焊接环境温度要求在16℃以上。
达不到要求可用大功率加热器进行加热。烘焙焊条焊条在使用前,必须参照焊条制造厂推荐参数(烘焙温度和烘干时间)进行烘焙,J707焊条烘焙温度为350~400℃。将焊条烘焙1h,烘焙好的焊条放到保温箱内保温。保温温度控制在100~150℃范围内,随用随取。制作样板为确保齿圈样板的节圆半径和齿形角与大齿圈的一致,以及被镶焊的齿块定位准确,要求齿圈样板包含5个齿牙以上。齿圈样板可根据挖掘机上回转齿圈齿形制作,材料采用0.5~0.75mm厚的镀锌板或钢板。样板制成后,其与挖掘机上回转齿圈齿面定位间隙应在1mm以内。切割齿块选择齿形比较好的报废回转大齿圈,清洗去除其表面油污;根据挖掘机断裂齿圈修复齿数需要,对回转大齿圈进行整体切割。
要求其厚度与齿根宽皆留5mm余量,镶入齿牙背部方向的厚度不小于40mm。刨削齿圈将需修复回转齿圈断裂处及附近齿牙的油污、铁屑等杂物清理干净,经检查应无其他裂纹;将齿圈断口附近100mm范围预热至150℃后,再刨削损坏的齿牙,断口及齿牙背侧的2道筋板也要刨削平整,断口两端应刨出30°角左右坡口;根据齿圈刨削的形状和尺寸,对需要镶入的齿块进行修形;用角磨机将所刨削齿圈上的坡口及齿牙背侧的2道筋板打磨平整至有金属光泽,需要镶入的齿块按同样要求处理。焊接过程(1)齿块点焊定位将修整完毕的齿块放入需修复回转齿圈的新开缺口内,先调整上下间距,使齿块上下端面与大齿圈端面平齐;然后根据齿圈样板,调整好齿块齿面弧度和两端的齿间距。
确认齿间距均匀无误后,对齿块进行对称点焊定位。镶补筋板齿块点焊定位后,测量其背侧的2道筋板尺寸和形状;将厚度30mm的16Mn钢板按测量出筋板的尺寸和形状,割出2道筋板,再按要求加工出坡口,并打磨平整;将齿块取下,将底部筋板镶入原筋板相应位置,点焊固定;检测无误并进行预热后,即可焊接筋板与齿圈间的焊缝。完成焊接筋板镶补完毕后,按照上述方法将齿块重新组对、点焊固定、预热,待预热温度达到要求后再焊接一遍底部筋板与齿块之间的焊缝;焊完后组对上部筋板至相应位置,再进行预热,达到温度后焊接2道连接焊缝;最后检测温度,如果温度在要求范围内,可按要求焊接2道对接的焊缝至饱满,达不到要求则需重新加热后再进行焊接。
焊接控制要点焊前预热方式采用红外线加热器进行加热,温度控制在200~250℃之间,预热范围距坡口边缘100mm左右。加热温度可在焊缝两侧50mm范围内使用红外线测温仪进行检测。由于加热器没有温度控制装置,所以加热时间应控制在12~15h之间。焊接时应采用多层多道焊接,焊接电流不超过规定的上限。焊道摆动范围应控制在6~12mm,在靠近母材的焊道焊接时,不宜摆动焊条。焊层厚度应控制在2.5~4mm。应先焊接左侧焊口,后焊接右侧焊口。焊接过程中,要及时清理熔渣和焊道内附着的烟尘,避免焊缝残留夹渣和气孔,同时力求做到焊缝层间温度在200℃左右,以防温差过大产生裂纹。焊接过程中停止或休息时需要继续加热,以保证层间温度不低于200℃。
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