铸铁轴承座断裂修复工艺

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1、铸铁轴承座断裂修复工艺【摘要】本文介绍了铸铁轴承座的断裂情况，通过对其材料的技术性能、铸铁的可焊性等性能的分析，确定了手工电弧冷焊法的施工方案，并提出了具体的焊接工艺，顺利完成了该工件的修复。【主题词】铸铁轴承座修复工艺2005年3月，我厂球磨机座发生断裂故障，我承担了其修复任务，由于此部件关系着正常生产，必须一次修复成功。到现场后，分析了其断裂的原因、工件的材质、性能等，认真确定了修复方案。修复后经一年多的运行，现一直运行良好。轴承座断裂部位为轴承座底板，其断裂位置见图1，图2示意图。图1底板断裂示意图图2裂口位置一、原因分析球磨机轴承座在使用中本身受到的拘束度较大。在球磨机运行过程中受交变

2、荷载作用。工件本身存在制造缺陷，在加强筋边缘与底板连接之处存在应力集中。运行中，由于大拘束力及交变荷载的作用，预应力集中处发生破坏而形成裂纹，逐步扩至筋板处而致发生断裂。二、修复方案的确定1、材料的技术性能参数球磨机轴承座属HT15233铸铁材料。（1）、HT15233的化学成分见表1表1HT15233化学成分（%）CSiMnPS2.7~3.51~2.70.5~1.2小于0.3小于0.15(2)、HT15233的机械性能见表2表2HT15233机械性能参数抗拉强度抗弯强度硬度（HB）延展率抗冲击值147N/mm2323.4N/mm2163~229小于0.5%小于0.8J/mm22、铸铁的可焊性

3、分析铸铁的固有性质及冶金特性给电弧焊带来了极大的困难，具体如下：（1）、熔化后的铸铁冷却速度快，在热影响区易出现白口组织，焊接时开裂倾向较大。（2）、铸铁组成成分中，碳的含量高，在焊接过程中易被气化，容易产生气孔。（3）、铸铁强度高，塑性差，焊接时残余应力大，易产生焊接热裂纹。（4）、铸铁中C、S、P等元素含量高，并在焊接过程中熔化到焊缝中，会增加金属的硬度，降低塑性和韧性，易产生裂纹，并降低可加工性。（5）、铸铁在冶炼过程中，易出现石墨粗大化，石墨与基体产生间隙，使铸件在使用过程中油、水渗入形成氧化物，严重阻碍焊接时的熔合，同时增加产生焊接裂纹和气孔的可能性。（6）、铸铁在焊接熔化时，液态金

4、属流动性差，严重妨碍焊接时的熔合，熔池熔渣和有害气体难以逸出，会在焊缝中产生严重缺陷。针对以上不利因素，必须从焊接工艺、操作方法、焊接程序、焊接材料几方面加以解决。3、焊接方法的选择根据现场情况和技术手段的现状，选用手工电弧焊方法进行修复。铸铁手工焊接可采用热焊和冷焊两种方法。手工电弧焊是将工件整体加热到600℃~650℃以上开始施焊，焊接过程中工作温度不得低于400℃，焊后马上加热到600℃，以消除应力退火。球磨机轴承座为2.96t ，且本电厂没有合适的加热设备，故采用手工电弧焊冷焊法修复。冷焊法是指用不预热、严格控制层间温度、小线能量的焊接方法进行焊接。4、焊接材料的选择HT15233的可

5、焊性较差且底座的下表面为加工表面，为保证焊接质量及下表面的可加工性宜采用纯镍基焊条Z308进行焊接。但Z308焊条价格昂贵，可采用以Z308焊条焊隔离层、J507焊条与Z308焊条相互填充、Z308焊条盖面的方法进行修复，这样既可降低成本又可保证焊接质量及下表面的可加工性。Z308焊条的机械性能见表3。表3Z308焊条的机械性能焊缝金属的抗拉强度对接强度焊缝硬度HV热影响区硬度HB不小于245N/mm2147N/mm2~196N/mm2130~170不大于2505、焊接次序（1）、裂纹处按非加工面的次序施焊。（2）、断块处先焊筋板侧，保证焊透，再从另一侧清根、施焊。（3）、后焊筋板。三、焊接焊

6、接前要对所有焊接部位进行彻底清理，清除所有结疤、油污等缺陷因素，然后再开始焊接准备。1、裂纹处焊接准备表面清理干净后，用角向抛光机修磨裂纹处至磨出所要求的双U型坡口。修磨时要求消除裂纹倾向，坡口边缘平滑过渡，钝边、间隙以单边能焊透为准。2、断块处的焊接准备两块断裂处形状基本规则，表面清理后用角向抛光机将断口按坡口所要求形状、尺寸修磨成双U型坡口，钝边、间隙以单边能焊透、另一侧以清根为准，然后按尺寸在划线平台上将断块与轴承座本体组对、点固。3、焊接轴承座焊接敷量较大，为减小焊接应力及焊接变形，保证焊接质量，采用两班工作制，固定高水平焊工施焊。焊接时环境温度保证在20℃以上，夜班如果温度过低则停止

7、焊接。为防止穿堂风，在施焊时搭设围篷以防风保温。焊接时先焊裂纹，然后再焊断块。焊裂纹时先焊两螺丝孔中间的裂纹，焊完后再焊外侧裂纹。（1）、焊接前，Z308焊条要150℃烘干，J507要250℃烘干，烘干后放入保温桶中保温，随用随取。（2）、每次焊接时都将焊道放置在水平位置，以利操作。（3）、焊接时采用短道、快速、不摆条、断续、分散焊法，每段长度不超过30mm，收弧时要填满弧坑。（4）、焊完一道后马