端盖裂缝补焊工艺

磨煤机磨头裂缝补焊修复工艺

[摘要]：中铝山西分公司第一氧化铝厂6#窑磨煤机磨头空心轴上部产生环裂缝2.9m 左右，对出现裂纹的原因进行了分析，根据实际情况制定了合理的焊接工艺措施和热处理，对其成功的进行了修复。

[关键词] 磨煤机 磨头 环裂缝 焊接热处理 一.概括

我公司6#窑磨煤机型号为DTM290/410，磨头承受较大的振动载荷，材质为ZG35，因长期处于满负荷运行状态，振动载荷过大，在运行中发现有异常情况，停机检查过程中发现磨头环裂缝约2.9m 左右，（见图1），为了能保证机组的安全运行，采用手工电弧焊方法进行了补焊修复。

图1（I ） 磨头裂缝示意图 图1（I I ） 磨头裂缝位置 二、裂损磨头的材质分析

材质为ZG35，而ZG35含碳量高，焊接性能较差，而且在热影响区容易产生低塑性淬硬组织，即硬脆马氏体组织，屈服强度270MPa ，抗拉强度500 MPa ，其化学成分为见下表1

环裂缝

裂缝

表1磨头材质化学成分（%）

三、方案选择：

手工电弧焊：焊机选用ZTG—1000，考虑到磨头的使用条件个材质的焊接性能，选用碱性J507低氢焊条，￠4.0mm；焊缝打底选用￠3.2mm，焊条J507，焊条使用前必须进行烘干处理。J507烘干350℃×2h，A302烘干250℃×2h，烘干后放在100—150℃恒温箱中保温，随用随取。焊接参数：

四、焊前准备

1、清理工件

对工件裂缝进行清理（煤灰、油污、杂物）等，防止焊接缺陷的产生。

2、坡口的制备：

焊接坡口型式应考虑减少母材金属熔入焊缝中的比例，为减少焊接应力和变形，选用小尺寸焊缝，尽量减小焊缝宽度。选择如图2所示坡口：P为2~4mm，b为0~3mm，H=（S-P）/2，R为6~8mm,B为1~8°。具体操作根据实际情况以能消除裂纹缺陷，便于砂轮机修磨和焊接操作为宜，采用碳弧气刨或气割方法开出坡口。气刨开出坡口后，用砂轮清除坡口表面富碳层。

图2（I）坡口加工示意图图图2（II）坡口加工效果

3、预焊边缘的清理：

坡口加工后，清理坡口其两边50mm处水、锈、油污、切割氧化皮等杂物，以利于获得高质量的焊缝。

4、为了防止焊接应力下的裂纹扩展，在裂纹的两端及中部钻φ20mm的止裂孔。

五、施焊工艺

1、焊前预热

预热能减缓焊件的冷却速度，从而降低热影响的硬度，减少残余的应力与应变，同时对焊缝金属盒母材氢的扩散都是有利的。采用履带式加热器进行加热，加热温度为150℃~250℃，且焊接过程中加热器一直保持加热状态，以减小焊缝冷却加速出现开裂倾向，加热片位置距坡口边缘100mm左右(见图3)。

图3 焊前预热示意图

2、打底焊

打底焊前先进行预热，用加热器或气焊把坡口周围烘烤，使其达到150~200℃左右。焊接打底层时，熔合比尽量小，采用窄道不摆条手法焊接，以减小焊缝中含碳量；焊填充金属时，可适当放大熔合比，焊接时采用连续焊接方法进行，既要保持一定的层间温度，也要防止焊道过热，每焊完一道马上用钝头小锤锤击以释放应力；上坡口打底焊，及时用带有圆角的尖头小锤锤击清理，即清渣，又消除应力；下坡口打底焊前，先用碳弧气刨清理，再用抛光砂轮修磨，施焊过程中也要小锤锤击焊道。

3、填充及封面

填充焊接时采用J507焊条，操作中注意运条速度不要过快，以免焊缝太薄，容易拉裂，熄弧时应将弧坑填满，以免出现火口裂纹，为减少应力和变形，采用分段对称焊法和从里向外施焊法。在整个焊接过程中，不可中断焊接，要一次焊成，以保证质量。每焊一层，用手锤击打，以去应力。进行锤击时，温度维持在100~150℃之间。在焊接底层及坡口两侧面时，要特别注意采用短弧操作、低焊速。运条时尽量不作横向摆动。每层焊道间要仔细清理焊渣，检查是否存在裂纹、气孔、夹渣等缺陷，发现缺陷后，要立刻用扁铲铲除后才能施焊。焊接时，焊件预热温度及焊道温度、环境温度采用温度计和红外线测温仪进行监测；每焊完一道立即进行清理，锤击，然后用5倍放大镜进行观察，发现裂纹立即清除并补焊，直至焊接完毕（见图4）。

图4（I ） 焊缝示意图

打底

封面

图4（I I ） 焊后效果图

图5 焊后热处理

4、焊后热处理 用履带式加热片或气焊火焰加热焊缝及周围，使其温度缓慢升至600~650℃，以岩棉或其他保温材料覆盖整个焊缝及加热区，保温8小时，再缓慢冷却下来（见图5）。

图6 测量找正示意图

2、测量补焊加工：

根据测出的变形量，计算补焊厚度和补焊位置，对磨头法兰进行补焊后进行加工，使其符合技术要求，另外，对法兰的螺孔行检查，若不符合图纸要求，对螺栓孔要进行修整和加工，以保证安装后符合技术要求。（见图6）

基准

图6 磨头法兰加工

5、焊缝检测

用磁粉或着色探伤对焊缝进行表面裂纹检验。 六、同轴度找正、测量变形 1、裂缝处理完后，在立车上进行测量找正，若空心轴和磨头法兰的同轴度和垂直度符合技术要求，以空心轴轴面和端面为基准，对磨头法兰平面进行找正，测出变形

量，补焊加工（见示意图6）；若空心轴颈变形，垂直度和同轴度不符合技术要求，则

先对空心轴轴瓦面进行补焊加工，然后再对磨头外圆进行找正。

七、效果

设备修复至今，运行良好，完全能满足传动要求，补焊修复后的磨头运行平稳，应用此方法，我们对1#窑、5#窑磨煤机磨头进行了修复，均取得了良好的试车效果。