大型往复压缩机曲轴裂纹的激光熔覆修复

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1、检维修技术石油化工设备技术,2007,28(1)·51·Petro2ChemicalEquipmentTechnology大型往复压缩机曲轴裂纹的激光熔覆修复121贺运初,潘树林,胡祖汉(1.湖南金信化工有限责任公司,湖南冷水江417506;2.广西大学化学化工学院,广西南宁530004)摘要:阐述了激光熔覆技术的原理与特点,介绍了应用激光熔覆技术修复大型往复压缩机曲轴之曲柄销表面裂纹的简要过程,以及该曲轴在裂纹修复后的运行情况。关键词:往复压缩机;裂纹修复;激光熔覆;曲轴中图分类号:TE974文献标识码:B

2、文章编号:100628805(2007)0120051202H22(Ⅲ)2165/320氢氮气压缩机是六级压缩格控制曲轴的尺寸、形状和位置精度,并将曲轴的[3,4]的对称平衡式往复压缩机,其曲轴的轴颈和曲柄内部和外部缺陷控制在规范允许的范围内。销的直径均为280mm,材料为45号钢,毛坯为锻因而在修复承受复杂交变载荷、对裂纹非常敏感件,在加工过程中进行过正火热处理。曲柄销和的大型往复压缩机曲轴裂纹时,需先将裂纹彻底主轴颈的表面均未进行强化处理,轴颈的表面硬清除,再采用可靠的方法填充因清除裂纹而形成度较低,在运

3、行过程中易磨损。某公司一台H22的凹坑。(Ⅲ)氢氮气压缩机的一级连杆大头瓦失效后,未对于出现裂纹损伤的材料来说,实现材料损被及时发现,导致一级连杆大头轴承带病运行3.伤愈合的前提条件是要有能量供给和物质补给,5h以上,轴瓦上的轴承合金全部熔化脱落,轴瓦从已进行的一些研究来看,外部能量补给的作用[1]钢背及连杆瓦窝有的部位已变为蓝色,连杆大头显得尤为重要和突出。因此,在选择曲柄销裂孔的圆柱度误差达0.22mm,曲柄销亦磨损严重,纹修复方法时,应重点考虑能量补给的方式,同时其圆柱度误差达1.39mm,且在表面产生

4、了龟裂,兼顾补给物质的种类。在填充金属凹坑的常规焊裂纹最大深度达3.5mm。断裂是机械零件和工接法、高能微弧脉冲焊接法、火焰喷焊法、电镀法程构件的3种主要失效形式之一,国内外的压缩等方法中,常规焊接法易使曲轴产生超出规范允机和内燃机曲轴、飞机起落架等关键构件均发生许范围的热变形;高能微弧脉冲焊接法,则因焊接过断裂事故,造成了生命财产的重大损失,这些灾效率非常低、填充凹坑所需时间相当长而导致较难性事故大多是由表面裂纹或穿透裂纹扩展引起大的停机减产损失;火焰喷焊法、电镀法,则因填[1]充的覆层与基体结合强度较低而

5、难以保证曲轴的的。为消除因裂纹扩展而导致曲轴断裂甚至毁坏机组的事故隐患,经认真研究后应用激光熔覆长周期运行,因而它们都不是填充曲柄销凹坑的技术对曲柄销上的裂纹进行修复,取得了较好的理想方法。效果。始于1974年并已取得很大进展的激光熔覆1曲轴裂纹修复方法的选择技术,是利用大功率高能量激光束聚集能量极高曲轴是往复压缩机的关键零件之一。曲轴是等特点,以近似绝热的快速加热,在很短的时间内在不断周期性变化的气体力、往复和回转运动质使工件表面微熔,并将预先涂覆在材料表面的涂量的惯性力及其力矩(转矩和弯矩)共同作用下工层

6、或同步送粉与基体表面一起熔化后迅速凝固,作的,在运行过程中承受交变的弯曲与扭转载荷获得与基体冶金结合的致密覆层,以恢复零件的的共同作用,既需要从设计方面保证其有足够的[2]强度、刚度、合理的结构形状及尺寸,也对直接收稿日期:2006205217。影响到压缩机的工作精度和寿命(严重时会引发作者简介:贺运初(1966-),男,湖南新化人,硕士,高级工程断裂事故)的制造(或修理)质量要求很高,必须严师,总机械师,已发表论文31篇,获授专利5项。·52·石油化工设备技术2007年几何尺寸或使其表面强化。激光加热速度极

7、快,绍,45号钢镍基激光熔覆层的组织形态是以等轴3并以基体金属作为冷却介质,冷却速度可达10晶状和树枝状为主的共晶组织,也有自熔覆层和8～10K/s,使涂覆材料瞬间熔化和凝固。这既可基体的热影响区的交界面向熔覆层内生长的一些减小涂层氧化的几率,减少基体材料对涂层的稀大小不一的胞状共晶组织,基体的热影响区为淬释,保持涂层的高合金度,又使晶粒来不及长大,火状态的马氏体,越靠近熔覆区马氏体形态越细较大的温度梯度加剧了熔池的对流,使组织进一小,这些组织特点决定了熔覆层的强韧性高。步细化,还可使其对基体的热效应降到最小

8、限度,在对曲柄销上的凹坑进行激光熔覆后,用专[5,6]使引起变形和开裂的可能性很小。用车床对曲柄销进行车削加工,以消减曲柄销的激光熔覆技术具有下列特点:圆柱度误差,使之符合相关规范的要求。在曲柄(1)激光熔覆层稀释率低,与基体形成冶金销的加工过程中,由于存在偏心距,再加上夹紧结合,结合强度可不低于基体材料的90%,在重力、切削力和切削热的作用,曲轴会产生较大的扭载使用条件下不剥落;转及弯曲变形。因此