大型铸钢轧机轴承座常见缺陷修复

大型铸钢轧机轴承座常见缺陷修复

【摘要】针对大型铸钢轴承座存在的铸造缺陷，通过对其缺陷的分析，提出相应的修复方法以及不同的缺陷采取相应的焊补方法，通过合适的工艺，保证铸钢件的质量，满足使用性能的要求。

【关键词】轴承座；铸钢件；探伤；缺陷；焊接

0.概述

我公司是国内冶金装备制造的知名企业，每年承接大量的轧机用大型铸钢件轴承座的加工制造业务，这些轴承座（见图1）重量一般为2～15吨不等，是轧机上应用较广典型大型铸钢件的关键承载件，它结构复杂，加工精度要求高，对铸钢材料本身的外部、内部质量要求很高，必须满足相关的检验标准。但在实际生产中，对于大型铸件，一些铸造缺陷是无法避免的，经常会发生各种铸造缺陷，主要是裂纹、砂眼、粘砂、气孔、缩孔、夹砂等，必须对这些缺陷进行有效处理。本文就大型铸钢轧机轴承座在加工制造过程中发现的铸造缺陷性质的判断，以及修复工艺及方法的确定作些系统介绍。

图1 典型轧机用轴承座

1.修复方法适用范围

1.1轴承座的材料

大型轧机用轴承座的材料一般为ZG230-450、ZG270-500和一些合金钢等常用材质。

1.2缺陷性质判定

铸钢毛坯铸造厂都是和我公司长期合作的专业产生厂家，具有科学、合理的铸造工艺，一些比较大的铸造缺陷会得到较好控制和解决。但是在机加工过程中，从粗加工到半精加工再到精加工到成品也会不时的逐渐显现出一些比较小铸造缺陷，经观察，机加工中显现的缺陷，一般是气孔、夹渣；也会有一些裂纹缺陷出现，但基本是未穿透性的。针对出现的问题，可缺陷的性质、位置和大小以及在不同的加工过程中，提出相应的修复方案。

1.3缺陷的范围

一般情况下轴承座U T探伤后可修复的内部缺陷的处理应放在粗加工的前后进行。轴承座的表面加工后肉眼可见的表面缺陷，对超声波探伤复探合格的轴承座，表面缺陷要控制在精加工前处理。

1.4缺陷的清除方法

（1）线性缺陷（如裂纹等），UT及MT检查后，确定缺陷的大小、位置及深度。大多采用机加工的方法挖除缺陷，在粗加工状态挖除深度原则上不超过本缺陷所在平面壁厚的2/5，圆孔处裂纹挖除深度应小于50mm。半精加工状态挖除深度不超过本缺陷所在平面壁厚的1/3，圆孔处裂纹挖除深度应小于35mm。

（2）非线性缺陷（如夹渣、砂眼、气孔、疏松等），缺陷小的，选择手枪钻的方法挖除；对于砂眼，可先用洋冲对砂眼进行敲击使之疏松，再用合金磨头进行打磨直至去除缺陷；对于表面缺陷比较大，需要机床加工去除此区域的表面缺陷，粗加工状态挖除深度原则上不超过本缺陷所在平面壁厚的2/5。半精加工状态挖除深度不超过本缺陷所在平面壁厚的1/3。

（3）精加工至成品后的表面仍可能存在微小气孔、砂眼等分散点状缺陷，采用手工打磨的方法去除缺陷后，采用氩弧焊直接对这些区域进行补焊，补焊完成后用抛光机对补焊表面进行手工抛光。

（4）表面缺陷或内部缺陷挖除后至肉眼观察不到缺陷存在后，对开挖部位进行着色探伤，确认无缺陷后再进行补焊。

1.5修复方法，采用焊接修复，气体保护焊或氩弧焊

1.6补焊前坡口加工要求的准备

实施补焊前，手工打磨或机械加工出合适的有利于焊接坡口（见图2），图2中L为坡口宽度，H为坡口深度，L与H存在正比关系，即H越大，L越宽，L 的大小以尽量能满足焊接实施的原则来确定；当H>15 mm时，不适合使用电焊条进行打底焊，需改用焊丝；坡口底部需有利于打底焊层的圆角R，其中α<15°～30°，R≥5mm。

图2

1.7焊接实施

（1）焊前清理焊道及两侧25mm范围内的油、水、铁锈、渣屑等杂质。

（2）坡口表面要求必须打磨露出金属光泽，坡口表面要求用磁粉探伤或着色探伤进行检查，以确认缺陷完全清除。

（3）对挖除处边沿进行敲击，使之边沿均匀凸起，避免焊接后有明显接缝。

（4）考虑到与母材等强度匹配原则和加强抗冷裂纹、热裂纹能力选用正确焊丝来进行补焊。

（5）焊前对焊补区域进行局部预热，具体根据不同的材料确定适当的预热温度，可参照以表1，多层焊接时要注意层间温度的控制。

表1 一些常用铸钢件轴承座的焊接性

（6）焊补时不能咬边，接层焊接时，不能有气孔夹砂，焊接完一层后，迅速用小锤敲击焊缝表面，直至最后一道焊完，目的减少焊接应力和变形，防止裂纹的产生。

（7）补焊过程中若发现裂纹，未熔合，夹渣，气孔等缺陷，应及时处理，在确认缺陷已被清除后方可继续补焊。

（8）焊补后立即用石棉包裹补焊区域，使之缓冷，避免焊补处因收缩过快而拉开焊缝。

1.8焊后对内部缺陷修复部位实施UT，PT探伤检查，以确保缺陷完全清除；对表面缺陷修复的部位实施PT检查，确保（下转第203页）（上接第164页）表面无裂纹

1.9局部退火去应力，对进行了较大范围的挖补焊接，则要进行局部退火去应力

具体可采用电热毯柜控制温度进行局部加热保温的方法。有特殊要求的要进退火炉进行退火。

2.总结

轴承座由于铸钢时候产生的一些不可避免缺陷，通过合理修复手段，处理常见缺陷，同时针对不同类别的缺陷采取相应的焊接工艺，不但保证产品性能，而且取得了显著的经济效益，供同行的有关技术人员参考。[科]

【参考文献】

[1]成大先.机械设计手册（第五版）[M].北京：化学工业出版社，2007.

[2]编写委员编.重型机械标准.中国标准出版社，1989.

[3]张文铙编.金属熔焊原理及工艺（上册）[M].北京：机械工业出版社，1986.

[4]周浩森主编.焊接结构设计手册[M].北京：机械工业出版社，1990.