齿轮类零件堆焊修复实例
磨煤机大齿轮断裂焊接修复方案
磨煤机大齿轮裂纹断齿焊接修复方案1 主要技术参数型号：BBD3854出力：37 t/h转速： 16.7 r/min推荐装球量：60 t大齿轮模数：23大齿轮材质：ZG35CrMo2 材质及焊接性能分析2.1 材质与力学性能大齿轮的材质是ZG35CrMo钢，是Cr-Mo系列的中碳调质钢，钢中的Cr、Mo使热强度获得显著的提高，广泛用于轴承、齿圈、齿轮等。
材料的化学成分以及力学性能分别见表1和表2：2.2 焊接性能由于ZG35CrMo钢的碳当量大于0.4％，焊接时淬硬的倾向很大，同时焊件厚度大，具有较大的刚性，焊后的冷却速度很快，因此焊接时极易在近缝区产生低塑性的淬硬组织，如不能及时采取措施使扩散氢逸出，在高应力和含氢量大的条件下很容易产生冷裂纹。
因此，这种钢的焊接性差，必须采用严格的焊接工艺措施及较高的预热温度和焊后热处理。
2.3 焊接材料选用焊接修复大齿轮一般会选用塑性较好的INC0NEL合金或其它镍基焊条与低合金焊条配合使用，镍基焊材的焊接性较好，不易产生裂纹，但由于本次我厂大齿轮的修复工作量较大，为了简化施工步骤采用了同种钢焊接，只要焊接工艺掌握得好，长期运行效果也会相当不错，所以决定全部采用低合金钢焊条焊接。
经过对化学成分和力学性能进行分析，考虑到大齿轮运转时需承受较大强度的载荷，选用J606焊条进行焊接。
J606是低氢钾型药皮的低合金高强钢焊条，焊接工艺性能优良，交流电弧稳定性好，能进行全位置焊接，电弧稳定燃烧、飞溅少、脱渣性好。
熔敷金属具有良好的塑性、韧性及抗裂性能。
熔敷金属化学成分和力学性能分别见表3和表4：表4 熔敷金属力学性能3 焊接工艺3.1 焊前准备3.1.1对裂纹部位及其周围进行着色探伤，以确定裂纹的位置和走向。
3.1.2采用高速切割机将有裂纹部分的齿条切除。
3.1.3用砂轮磨光机打磨出适合焊接的坡口，尤其要对齿轮断裂部分清理干净并打磨掉尖角和断面缺陷，在焊接接合面不能存在裂纹，经渗透探伤检查无裂纹及其它影响结合强度的缺陷后才能施焊。
：摩托车变速齿轮的电焊修复
摩托车变速齿轮的电焊修复摩托车修理过程中，经常会遇到变速齿轮齿牙折断的现象。
由于一些进口摩托车的配件奇缺，因而给修理工作带来了很大的困难。
摩托车变速齿***多采用合金结构钢制造，并经过一定的热处理，具有较高的硬度和较高的几何精度。
若在焊前或焊后进行热处理，则必然会使齿轮产生相当大的热变形，并且原有的齿面粗糙度和尺寸精度也会因高温氧化而遭到破坏。
经过多年的实践，摸索出一套比较好的焊接方法，焊后不需要进行热处理，焊缝硬度可达HRC60 左右，并且有较高的焊缝强度，同时可将零件的变形量控制到最小。
现将修复方法介绍如下，供同行参考。
（1 ）清洗整个齿轮，需要焊接的部位最好用丙酮清洗，并用软轴砂轮打磨断裂后的齿根，使齿根露出新的光泽。
这样做的目的在于彻底清除油污，以便焊接。
（2 ）将齿轮放在电炉中预热至60 ～80℃。
（3 ）将预热好的齿轮夹在台虎钳上，并使堆焊面尽量水平。
（4 ）采用直流反极性焊接，电流约50 ～60A ，选用直径为 2.5mm 的“结507 型”焊条。
为减少氢的来源，焊前应将焊条放在150 ～200℃的电炉内烘焙半小时以上。
（5 ）焊接时，焊条应直线移动，电弧应尽量压低，焊速应尽量快。
为了防止气孔的产生，不要用划圆圈或不停弧往复运条的方法进行堆焊，以免熔池温度过高，加剧氧化反应。
堆高一层后，必须等焊缝冷至60 ～80℃，并清除焊渣之后再焊第二层。
直至焊够尺寸，并有1 ～2mm 的加工余量为止。
（6 ）每次熄弧后，立刻用小锤轻快地敲击焊缝，直至焊缝变黑。
这样做的目的在于消除焊缝收缩应力和气孔，使焊缝金属组织细密。
（7 ）焊接完毕后，待齿轮还有60 ～80℃的温度时，往焊缝上浇一遍冷水，然后立即放入50 ～60℃的电炉内，并关闭电炉，让其缓慢冷却。
（8 ）待零件冷却至室温后，用风动砂轮将焊缝上平面磨平，查看堆焊部位有无气孔、裂纹以及未熄透之处，若有，则应重新补焊。
（9 ）按齿轮样板，用不同形状的风动砂轮进行磨削（不同形状的砂轮，可用砂轮修正刀修正）。
智慧复合堆焊修复法工艺简介
智慧复合堆焊修复法工艺简介
智慧复合堆焊修复法工艺，是采用3+3（三种焊条+三个焊接层）的焊接工艺对耐磨件进行堆焊修复，使耐磨工件恢复其原有的使用功能的焊接工艺，即三种不同的焊条分别焊接，形成三个相辅相成的焊接层（基底层、过渡层和耐磨层）。
该修复法可用于电铲斗齿齿尖、采掘设备截齿、破碎机齿尖及运输机等设备部件的堆焊修复，能够提高设备的使用寿命。
下面是各焊接层的详细焊接工艺及参数（以破碎机齿尖的堆焊修复为例）：
第一层基底层的焊接工艺：采用直流反接法，使用焊条为φ3.2mm - THA507，焊前经150℃烘干1小时，焊接电流为85～ 90A（根据焊接位置的不同具体调节），采用画圈式焊法，焊接层厚度在5～7mm，层间温度控制在150度左右，层间注意清渣。
第二层过渡层的焊接工艺：采用直流反接法，使用焊条为φ4.0mm- E5015，焊前经250℃烘干2小时，焊接电流为130～150A（根据焊接位置的不同具体调节），采用画圈式焊法，焊接层厚度根据破碎机齿尖的磨损程度来定，该层焊接厚度下不保底上不封顶没有严格要求，但必须焊到齿尖的标准高度，层间温度也不必太苛求，该焊条的温度敏感性比较稳定，层间必须严格清渣。
第三层耐磨层的焊接工艺：该层是整个焊接工艺中的最后一层，同样采用直流反接法，使用德国VAUTID -100P-φ4.0mm焊条，该焊条的主要工艺特点为焊接线能量小，焊接硬度极高的高锰、高铬焊条。
焊条焊接前经250℃烘干1小时，焊接电流为110～120A（根据焊接位置的不同具体调节），严格控制层间温度越高越好，焊接层厚度在6～7mm，层间无需清渣，焊后立即进行水淬处理，细化晶粒，加强其强度和硬度，主要是加强硬度，使之更耐磨。
烧结单齿辊堆焊方案破碎机修复
现代大型烧结机生产所用的烧结矿全部采用单齿辊破碎机一次性破 碎，其中单齿辊和篦板是单齿辊破碎机的主要耐磨部件，其质量好坏直 接影响到破碎机的使用寿命。单齿辊破碎机除辊轴耐磨层基本上属于正 常磨粒磨损失效外，磨损较严重的齿冠刃部、篦板刃部容易发生疲劳剥 落，齿冠和辊轴相连接的部位还易出现断裂等失效现象。
主要表现为：齿辊角焊缝严重贯穿性裂纹、磨损已发展到角焊缝根 部，即将脱落或完全脱落；齿冠勾部或刃部严重磨损。篦板则主要表现 为：弯曲失效；刃部严重磨损和掉块。由于破碎机的对象是炽热的烧结 矿，因此要求齿辊和篦板的堆焊耐磨材料应具有优异的高温耐磨性和抗 冲击性。
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实际案例
单齿辊破碎机堆焊修复车间现场
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资料手册
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简介
北京固本耐磨带焊丝
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碳化钨、镍、多元合金
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15kg/盘 北京固本牌耐磨焊丝针对烧结生产中高温磨损的独特 工况，引进德国技术，开发出碳化钨镍系列的多元合 金耐磨焊丝。该系列焊丝适用于单齿辊、篦板、布料 溜槽的耐磨堆焊，具有900°高温硬度仍可保持60HRC 的特点。在多家企业的实际使用结果表明，堆焊后的 使用寿命可长达1年，且不会发生掉块脱落等现象。
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公司介绍
北京固本科技有限公司致力于耐磨金属材料的研发、生产和销售。公 司产品线包括耐磨焊丝、堆焊焊丝、堆焊耐磨钢板、电弧喷涂丝材、3D打 印金属粉末等具有耐磨性和防腐性的金属材料。公司以耐磨金属材料产品 为核心，同时提供耐磨堆焊、耐磨喷涂、3D金属打印等技术服务，长期引 进吸收国外先进技术和跟踪学科前沿动态，致力于为生产制造型企业提供 专业的工业磨损解决方案。
手工电弧焊修复推土机减速齿轮的堆焊工艺
手工电弧焊修复推土机减速齿轮的堆焊工艺堆焊是在工件的表面或边缘熔敷一层耐磨、耐热、耐腐蚀等性能金属层的焊接工艺。
通过堆焊可以修复旧的金属零件，从而达到延长零件使用寿命、降低成本的目的。
本文以手工电弧焊堆焊推土机减速器齿轮为例，阐述该种修复工艺。
推土机减速器齿轮的材质大多是20CrNi3或18CrMnTi锻钢，热处理后齿轮的硬度为50~54HRC。
根据技术要求，采用焊条电弧堆焊修复齿轮工艺如下：1.堆焊前准备（1）清洗并处理齿面焊前清洗齿面，并用角向砂轮打磨齿面，使齿面露出金属光泽，同时检查齿面，不得有裂纹。
（2）准备焊条选用E5016或E5017焊条堆焊底层，选用A102不锈钢焊条堆焊表层。
焊条使用前应按规定进行烘干，碱性低氢结构钢焊条应在350~400℃烘干1~2h。
烘干的焊条放在100~150℃保温箱内，随取随用。
（3）选择焊机选用直流弧焊机，并正确选择极性，使用碱性焊条应采用直流反接法。
焊前应对焊机进行试焊，以确认其引弧性能和电弧稳定性是否良好，工艺参数是否便于调节。
2.焊修齿轮工艺流程（1）选择合适的工艺参数选择适当的焊接电源以及正确极性。
如果整个齿轮从根部折断，则先采用E5016焊条堆焊至齿高的1/3，然后用A102焊条堆焊其余2/3。
选用直径4mm 焊条短弧焊接，并采用多层多道焊接，焊接电流可根据经验公式Ⅰ=（35~55）d （焊条直径）来选择。
在平焊位置时，可选择较大的焊接电流；横、立、仰焊位置焊接时，焊接电流比平焊小10~20%。
采用碱性焊条的电流比酸性焊条小10%左右，采用不锈钢焊条的电流比碳钢焊条的电流小20%左右。
（2）预热预热可以降低冷却速度，改善应力状况，是控制热裂纹和冷裂纹的重要措施。
堆焊前，将工件断齿处用氧、乙炔火焰焊具预热到200℃，则可有效降低焊接裂纹的产生。
（3）堆焊首先用E5016焊条从齿根开始沿齿宽方向进行堆焊。
堆焊应分段实施，每道焊肉应重叠1/2左右，每段一次焊完，段与段之间采用对称施焊，直至堆焊成形且略有余量为止。
堆焊修复剪板机铸铁大齿轮
第37卷2019年第1期（总第199期）设备检修•设备检修•堆焊修复剪板机铸铁大齿轮王秀君'张文双「徐健'沈明，（1.抚顺特钢股份有限公司2.东北大学抚顺113001）【摘要】为解决铸铁齿轮修复难题，采用謀基焊条，小电流、间断、跳焊、浅熔深堆焊10mm过渡层，用结构钢焊条J506堆焊出完整的齿牙，利用角磨人工修磨齿牙，用砂纸打磨齿面，修磨出满足铸铁齿轮要求的尺寸和表面粗糙度，解决了齿轮修复问题。
【关键词】灰o铐铁镣基金属剪板机丸齿轮堆焊Repair of Gray Cast Iron Gear by Build-up WeldingWANG Xiu-jun1,ZHANG Wen-shuang1,XU Jian1,SHEN Yue2（l.Fushun Special Steel Co.,Ltd.; 2.Northeastern University,Fushun113001）[Abstract]In order to solve the trouble in the cast iron gear repairing,some methods are used, such as adopting nickel-based electrode,small current,interval and skip welding,10mm transition layer by swallow melting and deep build-up welding.The complete tooth is welded by using structure steel electrode J506,and tooth is manually grinded by means of angle grinder.The tooth surface is grinded by sand paper.As a result,the dimension and surface roughness requirements of the cast iron gear are met.[Key words]Gray cast iron,nickel-based metal,plate shear,gear,build-up welding1引言抚顺特钢物资供应处剪板机用于镰板、钻板、铝板等的剪切工作.生产时大齿轮突然岀现3个轮齿断裂，导致停机影响了为下道工序提供原材料。
堆取料机回转小齿断裂的堆焊修复
其 折 断部 位如 图 １ 示 。 所
采用焊 条 电弧 焊现场 补焊 ，不 仅 可 大大 节约 拆 除 开
齿 的人 力 和 时间 ，又可节 约 备件 材料 费 。
４ 现 场 电 弧 焊 工 艺
４ １ 焊 前 准 备 ．
清 除齿根 及 相邻齿 间 的油露 出金属 光 泽 ，用 角 向磨光 机 打磨 损坏 的断 裂 层 ，将 断裂处 的尖 角 沟槽修 磨成 圆弧形 ，并 将 断 裂
图 １ 回转 小 开 齿 折 断 部 位 示 意 图
收 稿 日期 ：２ ０ ０ ０ ０ ６— ２— １ ６ ３
面尽 量 打磨平 整 。焊条 烘干 ，预热 和焊 接设 备运 至
１
前 言
对 回转 小开齿 断 裂 问题 进 行分 析后 ，认 为其 断
裂 原 因主要 有 ：回转小 开齿 长期 超 负荷 运行 ；在 冬
邯钢 原料 场一 次料 场使 用 的堆 、取料机 回转 机
构采用 开 齿传 动 ，回转 减速 机 带 回转 小开齿 驱 动 回 转 大齿圈 ，在冬 季 或者 取料 量大 时 ，回转 减速 机 传 动小 开齿 与 回转 大齿 圈在 啮 合过 程 中由于负 载 过大 或受 交变应 力 的影 响 ，容 易 导 致 回转 小开 齿 断 裂 。 如果更换 至少 需要 ２天 时 间 ，生 产将 会 十 分 被 动 。 笔者针 对此 状况 利用 焊接 工艺 对 回转 小开齿 进行 现
经 过上述 工艺 修复 的 回转小 开 齿 ，到 目前 为止 已经服 役 ２ ６个 月 ，尚在 继续 使用 ，啮合 状 况 良好 ，
说 明此 项工艺 比较 成功 。 由于这 种 工艺 简单 ， 比较
适合 快节 奏生 产 中的小 开齿 断裂 的快 速修 复 ，不但
水泥磨小齿轮断齿的堆焊修复
【 收稿 日期 ：０７１—８ ２０—００】
（ 编辑 ： 董洪涛 ）
－
维普资讯
（） 用 时 间太 长 ， ３使 齿轮 磨 损 点 蚀 严 重 ， 成 接 造
５ ｍｍ 。 ０
触 面 积 大 幅 减 小 ， 顶 间 隙增 大 ， 而 导 致 断 裂 的 齿 从
当前 ， 接 修 复手 段 已经 成 为各 生 产 厂 家维 护 焊 生产 的一种 常 用手 段 。对 于焊 接 修 复技 术 ， 巨龙 集 团 已经 广 泛 采 用 在 回转 窑 轮 带 、 体 、 机 端 盖 等 胴 磨
的修复上 。２ ０ 年， ０ ３ 巨龙集团 １水泥磨 小齿轮有 ２ 个齿 整体 断掉 ， 当时无 现成 备 件可 换 。 此 ， 对 采用 了
研齿 。
４３ 以接 触 面 为 核 心 修整 齿 形 ．
间短 ， 成 焊 后 的齿 形 误 差 ， 而 导 致 焊 接 齿 受 力 造 从
过大， 再次 断裂 。
４ 解 决 措 施
４１ 采取 组 合焊 条 。 桩焊 法堆 焊 断 齿 ． 埋
料将 比较 困难 ， 易堵 ， 不容 易 清通 ， 以要 解 决 容 且 所 设 备进 中控 室 和 采 用 变 频 调 速 电机 及 电动 机 发 热 问题 ， 只有 增 加 减速 器 的速 比， 电机 的转 速 增 加 ， 使
速 在 ７ ０／ ｎ 右 ，基 本 满 足 在 电机 额 定 转 速 的 ５ｒ 左 ｍｉ
齿 受力 过 大 。同时 ， 由于 模 数大 ， 接 后齿 形修 整 时 焊
最 后 ， 固 大 齿 轮 对 合 面 螺 栓 ， 齿轮 先 根 据 紧 小 传 动 联 轴 节 找 正 的 理 想 情 况 进 行 就 位 ， 紧 固 小 齿 轮 各 轴 承地 脚 螺 栓 。盖 上 轴 承 盖 ， 后 用单 面 传 动 然
利用堆焊工艺修复进口齿轮轴
一
。 一
＿
ｌ
。
１ 概 述 ．
如图所 示 的轴 是我 公 司球磨 机 产 品备 件 ，材 质 为 ４ Ｃ ，是磨机传递动力和扭 矩的关键部 件。 由于在装 配 ０ｒ
４ Ｃｒ 学成 分 （ 量 分 数 ） ０ 化 质
（ ） ％
Ｃ ｛ ｓ ｉ
持尽可能低的层间温度 ， 焊后立 即用玻璃 丝棉或石灰覆 盖， 延长保温时间 ，控制冷 却速度 ，冷却至常温后 ，转
下道工序 。
该 材质焊接性能较差 ，有形成裂纹 的倾 向，应采用
材质接 近的焊条进行施焊 ，并采取严格 的保护措施 ，以
保证焊接质量。经过分厂 管理人 员 、技 术人员 、工人技
材质符合图样要求 。 （ ）检测齿部硬度 ，测量结果为 ５ ５ Ｈ Ｃ，属于 ３ １～ ３ Ｒ 淬火状态。
运转过 程 中折 断数齿 ，紧急求 助 我公 司修 复。材 质为
４ Ｃ Ｎ，模数 ２ ，齿数 ２ ，直齿 圆柱渐开线型齿形 ，结 ０ｈ ５ ０ 构如下图所示。
（ ）选 用 Ｄ ４ ４ ５７材料 ， ， ２ ｍ 的高铬镍 钢堆焊 焊 ４ ．ｍ ３
Ｓ ｌｔ ｎ ｏｕｉ ｓ ｏ
Ｉ
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利 用 堆 焊 工 艺 修 复 进 口齿 轮 轴
河北 天择重 型机械有 限公司 （ 邯郸
近期 ，某电厂进 口设 备的关键部件——齿轮轴 ，在
０６ ０ ） 王清涛 ５２ ０
表 １ 化 学成 分 对 比 （ 量分 数 ） 质 （ ） ％
接பைடு நூலகம்输人量 ，减少完好处齿形 的变形 量 ，每层 焊缝 表面 用不锈钢丝刷 清理去除表面氧化膜 。焊接过程 中不断锤 击焊缝以消除焊接应力 ，尽量减少焊接接 头，以较 好地 控制焊接变形 和裂纹产生。 （ ）为提高焊接 质量 ，防止脆裂 ，施 焊过 程中应保 ６
球磨机大齿轮修复案例
球磨机大齿轮修复案例今天给大家讲个球磨机大齿轮修复的事儿。
这球磨机啊，就像个大怪兽，大齿轮就是它的重要部件，要是这大齿轮出了毛病，那这“大怪兽”可就没法好好干活了。
我们有个客户，他家的球磨机大齿轮出了大问题。
这齿轮磨损得那叫一个惨不忍睹，齿面坑坑洼洼的，就像月球表面似的。
这可把客户急坏了，球磨机停了工，就像家里断了粮一样。
我们的维修师傅接到任务后，就像超级英雄赶赴战场一样，风风火火地到了现场。
师傅们先仔细地检查了这个大齿轮的“伤势”。
他们拿着各种工具，这儿量量，那儿看看，就像医生给病人做检查一样认真。
发现问题后，第一步就是要把齿轮表面的那些脏东西、锈迹啥的都清理干净。
这就好比给病人清创一样，得把伤口周围弄干净了才好治疗。
师傅们用专门的清洗剂，还有刷子、砂纸等工具，费了好大的劲儿才把齿轮表面弄得干干净净的。
接下来就是修复齿面了。
这可不容易啊，因为齿面的磨损程度不一样，有的地方磨损得深，有的地方浅。
师傅们就采用了补焊的方法。
不过这补焊可不像我们平时缝补衣服那么简单。
师傅们得根据齿面的形状和磨损情况，小心翼翼地进行焊接。
每一道焊缝都像是在做一件艺术品，要保证焊缝均匀、平整。
而且在焊接过程中，还要注意控制温度，不然这齿轮就可能因为热变形而报废了。
就像烤蛋糕一样，温度控制不好，蛋糕就烤糊了。
补焊完了之后，齿轮的齿面虽然补上了，但是可粗糙了，就像刚铺好的水泥路还没压平一样。
这时候就需要进行打磨了。
师傅们用各种型号的砂轮，一点一点地打磨齿面。
这打磨也是个技术活，要把齿面打磨得光滑平整，同时还要保证齿形的精度。
师傅们就像雕刻大师一样，慢慢地把这个大齿轮的齿面雕琢得像新的一样。
在整个修复过程中，师傅们还不断地进行测量和检查。
就像在走钢丝一样，每一步都得小心翼翼，确保修复的尺寸和精度都符合要求。
经过师傅们的一番努力，这个大齿轮终于“重获新生”了。
当球磨机重新启动，大齿轮又开始欢快地转动的时候，就像一个大病初愈的人又重新充满活力地奔跑起来一样。
直齿轮联合堆焊在线修复
直齿轮联合堆焊在线修复大型直齿轮在公司范围内广泛应用，一旦出现断齿或开裂将影响生产，若对齿轮进行更换，不仅时间长且费用较高。
采用在线修复的方式，不仅能够尽快恢复生产，而且可大大降低停机时间和维修费用。
标签：直齿轮；堆焊；在线修复1 前言炼铁烧结机大齿轮是正常生产的关键设备，在生产过程中由于齿轮受传动载荷作用，在齿根处产生较大的弯曲应力，使根部产生疲劳裂纹，当裂纹扩展到一定程度，就会发生轮齿的开裂或断齿现象。
一旦出现断齿或开裂直接影响烧结的顺利生产，出现缺齿后拆除更换时间较长，影響产量。
为节省停机修复时间，采用在线焊接修复的办法，原采用一种焊接材料进行堆焊，耐磨性较差，堆焊修复后使用2-3个月就出现不同程度的磨损，需要再次修复。
后期经过分析，采用CO2气体保护焊和不锈钢焊条电弧焊联合堆焊焊接方法，通过选用合理的焊接工艺参数，严格的焊接过程控制，提高齿轮的耐磨性，延长使用寿命。
2 焊接工艺性修复分析齿轮含碳量约为0.4%，可焊性较差，焊后热影响区会产生较厚的马氏体组织高硬度层，在焊接应力的作用下，会出现大面积裂纹，甚至导致敷熔层与母材剥离；同时由于齿轮的体积比较大，焊接时冷却速度快，产生冷裂纹的可能性也大大增加。
为减少避免热影响区淬硬组织的产生，在焊接时采用母材焊前预热，保持合适的层间温度，后热缓冷的方式，同时在施焊过程中选用较大的线能量，从而达到降低堆焊层及热影响区的冷却速度，控制马氏体的含量和硬度，达到最大限度的减少热影响区的裂纹的目的。
而大的线能量使用，使熔合比增加，又增大了产生热裂纹的倾向，而为了降低热裂纹产生倾向，就要采用小线能力和慢速焊，小线能力焊接可以降低熔合比，改善焊缝成型，但又导致焊接时间长，对防止冷裂纹产生不利影响。
为此考虑选用高效率的CO2气体保护焊打底。
同时为提高修复齿的耐磨性，使用不锈钢焊条与CO2气体保护焊交替堆焊方式。
此种联合焊接方式即可以缩短焊接时间，有效防止焊接裂纹的产生，又延长了修复齿轮的寿命。
解析两种修复磨损齿轮新方法的技术论文
解析两种修复磨损齿轮新方法的技术论文解析两种修复磨损齿轮新方法的技术论文1 齿轮零件的常规修复方法齿轮零件失效后，对部分仍有使用价值的零件进行修复后继续使用。
常用的修复方法有：调整换位法、变位加工法、镶齿(圈)法、堆焊法、刷镀法和热喷涂法等。
常规的修复方法中，调整换位、变位加工、镶齿(圈)3 种方法具有很大局限性，不具备齿轮再制造修复的潜力。
堆焊法热影响区大，会破坏齿轮本身的热处理性能，且易出现裂纹和气孔等缺陷;刷镀法结合强度大，但不适于损坏较大的齿轮修复; 热喷涂法结合强度低，不能满足主动轮重载荷、大冲击的工作特点。
针对以上几种常规修复方法的局限性，我们采用两种全新的方法修复磨损齿轮。
以修复重载车辆的主动轮齿圈和侧减速器被动齿轮为例，对于失效的主动轮齿圈而言，我们运用激光熔覆增材再制造技术使其表面得到修复与强化，改善齿轮件的耐磨损、耐腐蚀、耐高温性能，恢复主动轮齿圈零件的技术性能，延长使用寿命，节约开支;对于重载车辆传动箱中渗碳齿轮而言，我们采用热胀减材再制造技术修复磨损后的渗碳齿轮，使其性能恢复到使用水平，从而达到再次服役的要求。
2 激光熔覆技术增材再制造修复主动轮齿圈2.1 激光熔覆技术在齿轮修复上的应用激光熔覆技术是通过在基体表面添加熔覆材料，并利用高能密度的激光束使之与基体表面薄层一起快速熔凝，在基体表面形成与其为冶金结合的添料熔覆层，从而显著改变基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化等特性的工艺方法。
激光熔覆独特的技术特点使其在工业领域得到了广泛的应用。
主要可以归为三类：表面改性、表面修复和快速成型。
其中激光熔覆表面修复主要集中在燃气轮机叶片、轧辊、齿轮轴等零件，对齿轮的修复研究得不多。
主要原因是激光器功率小，修复效果不理想。
近年来，大功率激光器和宽带扫描装置出现并普及，为使用激光熔覆技术修复齿类零件提供了可能。
2.2 激光熔覆技术修复主动轮齿圈的优点重载车辆的动力传动广泛采用开式齿轮传动，这种结构具有制造简单、更换方便的优点。
42CrMo齿轮轴焊补工艺
42CrMo齿轮轴焊补工艺针对中碳调质高强钢42CrMo可焊性较差和齿轮轴的工作特点，选用力学性能低于母材的J507焊条，焊前整体预热至400℃以减缓焊接接头的冷却速度，施焊过程中控制层间温度保持在(350±20)℃，焊后采用去应力退火处理，保证了42CrMo齿轮轴锻件的堆焊表面无裂纹。
山东冶金机械厂为某厂生产的成套设备中的齿轮轴，结构如图1所示。
原材质为35CrMo，而实际代用为42CrMo，毛坯重2600kg。
锻件在正火状态下加工时，不慎将齿面、齿根部切削太多，出现齿形尺寸减小，每个齿面比图纸要求减小5～10mm，若报废，将损失数万元，并影响交货期。
为此，决定采用焊补工艺进行修复。
图1 齿轮轴结构1 42CrMo钢焊接性能分析42CrMo钢系中碳调质高强钢，钢的Ceq值高达0.893%，可焊性较差。
由于母材金属中含碳量高，在焊接过程中，母材金属的一部分要熔化到焊缝金属中去，致使焊层金属含碳量增高，焊缝凝固结晶时，结晶温度区间大，偏析倾向也较大，加之含硫杂质和气孔的影响，容易在焊层金属中引起热裂纹。
特别是在收尾处，裂纹更为敏感。
热裂纹的特征是裂纹垂直于焊缝鱼鳞状波纹，呈现不明显的锯齿形，但也有沿焊缝金属与基体金属交界处发展产生。
为防止产生热裂纹，要求采用低碳钢焊丝，一般焊丝中含碳量在0.15%以下。
42CrMo钢淬硬倾向性大，母材金属热影响区容易产生低塑性的淬硬组织，Ms点又低，因而在淬火区产生大量脆硬的马氏体，导致严重脆化，工件愈厚，则淬硬倾向愈大。
该焊件刚性大，若焊条或焊接工艺选用不当，在焊件冷却至300℃以下时，容易沿热影响区的淬硬区产生冷裂纹。
42CrMo钢的焊接冷裂纹一般是在焊后冷却过程中，在Ms点附近或200～300℃的温度区间产生的。
冷裂纹的起源多发生在具有缺口效应焊接热影响区或有物理化学不均匀的氢聚集的局部地带。
冷裂纹有时焊后立即出现，有时经过一段时间才出现。
而延迟裂纹的危害性更为严重，实践证明，钢种的淬硬倾向、焊接接头的氢含量及其分布，以及焊接接头的拘束应力状态是产生延迟裂纹的三大主要因素。
电站磨煤机小齿轮焊补修复
电站磨煤机小齿轮焊补修复摘要：某电厂300MW亚临界机组#1炉#3钢球磨煤机在运行时发现小齿轮崩齿，为尽快使磨煤机投入运行，决定对小齿轮进行焊接修复。
通过对小齿轮焊接性进行分析，提出采用异种材质的镍基焊条进行焊接修复.并制定相应焊接工艺进行现场修复，经长期运行检验获得良好效果。
关键词：磨煤机；小齿轮；焊接性修复1 概述湘潭电厂300MW机组1号炉3号磨煤机运行期间小齿轮突然发生崩齿现象，停机检修时发现与大齿轮啮合的小齿轮多处齿已断裂，经分析是由于小齿轮运行时间较长，齿底根部产生疲劳裂纹，经裂纹扩展最终导致小齿轮断裂崩齿。
由于现场没有小齿轮备件，如重新加工制作，至少需1个月，无法满足生产任务的要求。
经过认真分析后，决定采用补焊的工艺对小齿轮进行焊接修复。
磨煤机型号为DTM350/600筒式钢球磨煤机，其小齿轮材料为ZG42CrMo，重量为280Kg。
最大断齿区尺寸260×30×30mm。
2 母材物理化学性能分析2.1 ZG42CrMo钢化学成分和力学性能小齿轮材料为ZG42CrMo，经正火加回火后的调质处理，延长率δ≥10；冲击性能：Akv≥12J；用于高负荷的零件、齿轮、锥齿轮等[1]。
3 焊接性分析及焊接材料选择3.1 热裂纹由于小齿轮属中碳低合金铸钢调质钢，含碳量高且铸造的组织中含杂质量较大，其结晶温度区间较大，偏析较严重，且焊接过程中母材中的杂质一部分要熔化到焊缝中去，使焊缝金属的杂质含量相应增高，加上硫的不利影响，在刚性较大的区域容易在焊缝中形成热裂纹，特别是弧坑裂纹。
热裂纹常发生在多道焊与第一条焊道弧坑和凹形角焊缝中，为了防止热裂纹，在选择焊接材焊时，应尽量选用含碳量低，含S、P杂质少的填充材料。
一般焊丝限制在0.15%以下。
焊接时应注意填满弧坑和良好的焊缝成形。
3.2 冷裂纹齿轮焊件厚度大，具有较大的刚性，冷却速度很快，因此焊接时极易在近缝区产生低塑性的淬硬组织。
高速钢齿轮模数铣刀的合金堆焊修复工艺
进行渗碳淬火处理 （!" # !!$%&） 。
图"
前压式结构
（’） 容屑槽设计 为降低铣刀制造工装的改造成本， 加工铝合金 铣刀的容屑槽形和压块尺寸是在我厂密齿铣刀标准 槽形的基础上改进设计而成 （见图 (） 。这种利用现 有条件的槽形设计方案既可满足刀具加工要求， 又 可节省制造费用、 缩短开发周期。
# 结语
我厂开发的加工铝合金用机夹可转位硬质合金 万方数据
(# 进行堆焊后， 经过退火、 校正和整形、 调质、 机械 加工、 淬火、 回火等工序， 可获得具有很高硬度和红硬 性的堆焊金属。为保证与原高速钢齿轮模数铣刀基 本相同的切削性能， 堆焊金属材料应具有规定的合金 元素含量 （选用 !"#$%&’ 焊条的堆焊金属合金元素 。选用堆焊用焊条时， 应保证堆焊金属能 含量见表 (） 与基体金属均匀熔合， 焊接工艺性好， 在后续机械加 工及热处理时不易产生气孔、 裂纹、 夹渣等缺陷。
招 聘
为满足业务发展的需要， 我公司可乐满刀具部门拟招聘非标刀具设计工程师 ! 名， 非标产品应用工程师 " 名， 工作地点位于北京市。 主要职责： 非标产品应用工程师 在山特维克公司可乐满刀具部门的非标产品业务领域中， 与地区销售人员一起对客户做有效的 销售及服务工作。 非标刀具设计工程师 与地区销售工程师和项目工程师密切配合， 规划设计非标可转位刀具。 能力要求： ・大学机械制造或相关专业毕业， 三年以上工作经验， 熟悉机械制造工艺； ・具有非标可转位刀具设计和应用的经验； ・非标刀具设计工程师的职位应具有 *@A B *@C 经验； ・具有独立工作能力和团队协作精神， 能适应出差和加班； ・具有良好的英文交流能力； 有意者请将中英文个人简历 （附近照） 、 学历学位证书及身份证复印件在 -""2 年 . 月 -" 日前寄至： （邮编： 北京市朝阳区东三环北路五号发展大厦 #"$ 室 "%%%%&） 山特维克公司北京办事处人力资源部 刘小姐 万方数据
40铬钢齿轮修复文档
40铬小齿轮断齿修复工艺根据贵处发回来的图片资料，该小齿轮有一齿条的约三分之一从齿根部断裂，断齿长度约为270mm，齿根根部深度方向脆断。
齿轮材质为40铬，中碳钢低合金调质钢，该齿轮钢种淬硬性高，碳当量比较高，堆焊时要注意焊材的选择与焊接温度的控制。
焊材选择天津大桥的E16-25MoN-15奥氏体焊条，因为这种焊条适合焊接淬火状态下的低合金、中合金、和异种钢、碳钢的焊接，化学成分：碳0.12 锰大于0.4 硅大于0.7 SP为0.3正常铬含量大于 1.7 镍含量大于 2.5 抗拉强度420 兆帕伸长率30% 伸长率代表了该焊条的塑韧性，该焊条的伸长率是最高的。
如果选用普通碳钢焊条堆焊，焊缝结合部位会产生高碳的淬硬组织，这种组织几乎没有什么塑韧性，在强冲击力下很容易发生脆断。
奥氏体焊材的焊缝不与母材发生稀释，也就不会产生焊缝结合部位高碳组织，解决了焊缝结合部位的塑韧性问题。
由于该小齿轮经过调质，堆焊修复时焊缝热影响区在很窄的一个区域有一个软化区，修复后该区域的强度会有下降趋势，修复时可以采用结构加强的措施补强。
修复前使用气刨修型，刨掉断齿表面不可靠的表面金属组织，重点修型断齿根部形状，原则上开U型坡口，坡口上部在不影响相邻两齿的情况下坡口尽量开平。
焊接前使用割刀对待焊部位加热，40铬冷裂比较敏感，加温不能过高，加温原则是最高限度降低焊后冷却时的MS曲线就可以了，堆焊时选择2.5的奥氏体焊条，焊接规范按最小执行，焊接过程中也要加温。
直到堆焊恢复到原来尺寸，并预留磨削加工位厚度。
磨削与检测：检测齿顶圆到齿顶高，得到相关参数，测量两相邻齿顶到齿顶的齿顶距，根据测量齿顶高的得到的参数磨削出齿顶高，检测精度，检测齿顶的直线度直到合格。
根据测量得到的两相邻齿顶距参数在修复后的齿顶上画出定位直线，修复后的齿轮工作面就是根据这个面经行磨削的，法面的厚度检测可使用齿厚齿检测，法面的直线度可使用直尺检测，最终所有参数的检测值均需微小于原始实测值。
反应电火花堆焊修复齿轮轴
反应电火花堆焊修复齿轮轴郝建军;马跃进;樊云飞;李建昌;刘洪杰【期刊名称】《农业工程学报》【年(卷),期】2008(24)11【摘要】利用DZ-1400型电火花堆焊机,以工业纯钛TA2为电极,以工业纯氮为保护气和反应气,在45号钢试件表面上制备了TiN金属陶瓷堆焊层.采用KYKY-2800型扫描电镜观察了堆焊层表面形貌、显微组织和磨损形貌,采用D/max-RA型X射线衍射仪分析了堆焊层物相,采用MH-6型显微硬度计测定了堆焊层显微硬度,采用自制磨损实验机对比了堆焊层与淬火回火65 Mn钢的磨损性能,分析了电火花堆焊TiN金属陶瓷层用于轴颈修复的可行性.结果表明:反应电火花堆焊TiN金属陶瓷层与母材之间为冶金结合,堆焊层主要由电极材料钛、反应合成的TiN和基体材料铁组成,堆焊层显微硬度高,耐磨性好.变速箱齿轮轴修复实践表明,反应电火花堆焊TiN 金属陶瓷层可用于修复损伤轴类件.【总页数】4页(P99-102)【作者】郝建军;马跃进;樊云飞;李建昌;刘洪杰【作者单位】河北农业大学机电工程学院,保定,071001;河北农业大学机电工程学院,保定,071001;河北农业大学教务处,保定,071001;河北农业大学机电工程学院,保定,071001;河北农业大学机电工程学院,保定,071001【正文语种】中文【中图分类】TG174.453【相关文献】1.齿轮轴的堆焊修复 [J], 王慧玉;2.电火花堆焊修复不锈钢表面缺陷工艺 [J], 李连杰;魏华凯;戚佳睿3.35CrMo钢部件电火花堆焊修复工艺研究 [J], 马立卿;张国栋;张富巨;章少华4.电火花堆焊修复在汽轮机转子磨损中的实践 [J], 李中伟;郑相锋;冯砚厅;王庆;贾超华5.电火花微弧堆焊修复技术 [J], 夏伯才因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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齿轮类零件堆焊修复实例
齿轮类传动零件如齿轮、链轮、齿圈、齿条等是各类设备中常用的零件，其损坏的主要形式是齿面磨损和断齿。
磨损或断齿后可用手工电弧堆焊的方法进行修复，这不仅能及时地保证设备正常运行，而且可节约大量备件费，具有显著的经济效益。
本文介绍部分齿轮类传动零件堆焊修复成功的实例，供同行参考。
一、齿轮轴断齿的堆焊修复
某厂中板轧机减速机的重型人字齿轮轴材料为50SiMnMoB钢，模数m=30mm，齿数z=24，齿宽b＝300mm，外圆最大直径为φ914mm，总长为，单重。
该齿轮轴的平均使用寿命为1～年，其损坏形式是磨损、剥伤、断齿等。
当前国内只有少数厂家能生产制造。
该厂曾采用堆焊方法修复了一个断齿多处，最大折断尺寸为200mm×40mm×45mm的报废齿轮轴，具体的修复过程如下：
(1) 用手持砂轮将断齿处底面修磨好，不允许有任何裂纹存在。
焊前加热工件，用远红外线辐射电热器24片均匀装于所有齿顶面上，并用石棉布包裹好。
加热约6h，工件温度控制在300℃左右。
(2) 选用φ4mm的E308-16(A102)焊条和φ4mm的E8515-G(J857)焊条交替堆焊，焊前焊条应仔细烘干。
(3) 先用E308-16焊条打底焊，厚约4mm，再用E8515-G焊条堆焊16～20mm厚，接着用E308-16焊条堆焊厚约3mm的缓冲层，最后用E8515-G焊条将齿部堆焊完。
堆焊过程中要使工件始终处于加热状态，并放于避风处，层间温度保持在300℃左右，每焊一层，要(趁热)用手锤用力击打各堆焊处30余次。
整个堆焊过程要连续进行，一次完成。
(4) 堆焊后要保温4h，再缓冷。
(5) 为了得到较好的齿形精度，应利用砂轮仔细进行人工打磨。
对堆焊修复的齿轮轴进行了超声波探伤和硬度检验，均符合质量要求。
二、内齿圈的堆焊修复
50t履带吊车的行走部分与上部平台的连接采用回转支承，其内齿圈外径φ1400mm，厚135mm。
在制齿时，由于机床的误动作，将其中一个齿的齿厚铣去了一半，需要进行堆焊修复。
内齿圈的材料为5CrMnMo 钢，焊接性较差。
内齿圈是经过调质处理的，而缺陷齿堆焊后不允许再进行相应的热处理，因此需要选择硬度与其相当的焊条和采用使热影响区不出现裂纹的堆焊工艺。
具体堆焊过程如下：
(1) 仔细清除工件上的油渍、污物等。
用氧乙炔焰将待堆焊齿及其周围预热到300℃左右。
堆焊应在车间内进行，且四周要安置挡风板。
(2) 选用φ的E8015-G(J807)焊条堆焊，焊条经400℃、1h的烘焙。
施焊时直流反接。
(3) 将齿圈立放在支架上，使待堆焊齿面处在立焊位置。
由齿根部开始，采用多道多层向上堆焊，每道焊缝的焊接方向相反。
待堆焊至要求厚度后，转动齿圈，使齿的端面处于立焊位置，堆焊齿的端面和两侧面，直至全部焊完。
每焊一道焊缝后，应仔细清理熔渣。
堆焊过程中，层间温度保持在180～220℃。
(4) 堆焊后立即用氧乙炔焰将堆焊处加热至300℃左右，然后用石棉布盖严，缓冷至室温。
(5) 用手持砂轮磨平堆焊齿的两侧面，再在插床上加工出齿形。
对加工后的堆焊部位进行磁力探伤和硬度检验，均符合齿圈的质量要求。
三、链轮断齿的堆焊修复
在一台起重机进行大修时，发现其行走传动机构中的链轮有两个齿从根部断掉，见图1。
由于没有铣齿刀具无法重新制造，决定用堆焊方法修复。
图1 链轮断齿示意图
链轮材料的化学成分为%C、%Mn、%Si、%Cr、%Cu。
齿面硬度大于50HRC。
堆焊时先用普通低合金钢焊条堆成齿形，再用耐磨堆焊焊条进行齿形表面的堆焊。
堆焊工艺如下：
(1) 焊前按齿形做一个能测量两个齿的样板，便于经常检查齿形。
将链轮的断齿部分朝上平放，用钢丝刷刷净待焊表面和附近的铁锈，并将油污清理干净。
用氧乙炔焰缓慢加热堆焊部位，预热温度约200℃，以防止堆焊时产生裂纹。
堆焊应在室内无风处进行。
（2）选用φ4mm的E6016-D1(J606)焊条堆焊齿部，焊前焊条在400℃烘干2h；选用φ5mm的EDPCrMo-A4-03(D212)焊条堆焊表面层，施焊前焊条在150℃烘干1h。
堆焊使用交流电焊机。
（3）首先用E6016-D1焊条在断齿面上堆焊。
先焊中间，再焊四周，这样中间的焊接热量对原齿的表面淬火层起到一个退火作用，从而减小产生裂纹的倾向。
采用短弧焊，焊完一层后清渣，并控制层间温度
在150～200℃之间。
堆焊层表面应尽量平滑，弧坑要填满，以防止产生弧坑微裂纹。
齿部堆高时，应按齿形预留2～3mm厚的堆焊量，以便堆焊耐磨层。
（4）接着用EDPCrMo-A4-03焊条堆焊齿形表面，连续堆焊完成。
焊后的齿表面要防止凹凸不平，以减少修磨齿形的工作量。
（5）焊后立即用石棉布盖住堆焊部位，使其缓慢冷却。
（6）用手持砂轮对堆焊的齿部仔细进行磨削修整，用样板检查合格后，链轮即可使用。
堆焊修复的链轮，经装机试用证明使用效果良好，使用中堆焊处未出现断裂、裂纹等缺陷，已正常使用了两年多。
四、大型铸铁齿轮断齿的堆焊修复
某厂的大型铸铁齿轮轮齿根部断裂，齿轮材料为HT200。
采用开槽堆齿法修复断齿，获得成功。
这种方法勿需拆装齿轮，具有工艺简单、操作方便、焊缝质量高等优点。
具体做法是：
（1）断齿表面用汽油清洗，并用钢丝刷刷干净。
开U型槽，槽深8～15mm，宽 5～10mm，见图2。
开槽数根据齿根厚度而定。
用氧乙炔焰预热断齿面，当槽边角出现暗红色时即停止加热，进行堆焊。
（2）预热后先用EZNiFe-1焊条将槽填满，再在整个断齿面上堆焊一层过渡层，最后用E4303（J422）焊条按齿形进行堆焊。
采用交流、直流电焊机均可。
必要时焊条按规定烘干。
图 2 断齿面开U型槽
（3）堆焊成形的轮齿，用锉刀打磨出齿形后，即可投入运行。
用开槽堆齿法修复的齿轮，使用1年多仍然完好，未出现轮齿变形和裂纹，并且堆焊的耐磨性比原齿好。
五、龙门刨床工作台齿条的焊补
某厂B2152型龙门刨床工作台齿条中部打坏8个齿，齿条材料为Ht200。
为保证齿条公差要求和焊后变形小，采用冷焊法焊补。
（1）焊前用汽油和砂布将齿条上的油污擦净。
用扁铲修整损坏的齿，使堆焊处呈圆滑过渡。
（2）选用φ的EZNiFe-1(Z408)焊条进行焊补，焊条在使用前200℃、2h, 的烘干处理。
（3）堆焊时直流反接。
工件不预热。
采用直线运条法，每焊一道要进行清渣和锤击，层间温度必须保持在100℃以下。
焊齿要留出加工余量。
（4）焊后检查，齿条基本未变形，仍在原齿条公差范围内。
加工后未发现夹渣、气孔、裂纹等缺陷，经使用证明效果很好，完全达到了设备技术要求。