液压机主缸缸体导向块裂纹修复.pdf

第 5 1 卷第1 期 锻压装备与制造技术 Vo 1 ． 5 l No ． 1 CH I N A ME T AL F OR MI N G E QU I P ME N T＆MA NU F A C T UR I N G T E CH NOL OGY 2 0 1 6年 2月 Fe b． 20l 6 液压机主缸缸体导向块裂纹修复 王 勇 太原重工股份有限公司 技术 中心 ， 山西 太原 0 3 0 0 2 4 摘要 采用焊接方式对液压机主缸缸体导向块裂纹进行修复， 较好地解决 了生产实际问题， 节约成本。在修复时采用碳弧气刨对 缺陷处清除， 并给出了焊接工艺和方法， 取得 了良好效果。 关键词 液压机； 主缸； 裂纹； 修复； 焊接 中图分类号 T G 3 1 5 ． 4 文献标识码 B D OI 1 0 ． 1 6 3 1 6 ／ j ． i s s n ． 1 6 7 2 0 1 2 1 ． 2 0 1 6 ． 0 1 ． 0 0 7 文章编 号 1 6 7 2 0 1 2 1 2 0 1 6 0 1 0 0 3 1 0 2 液压机主缸缸体材质为 2 0 Mn Mo N b ，焊接 消除 应力退火后 ，一件导向块 1 与缸体连接处开裂后已 修复完成 ， 另三件导向块相关位置相继开裂。经过打 止裂孔和加工裂纹后 ，发现导向块 2 、 3 、 4 与缸体连 接处的母材上均 已出现沿与径 向呈 4 5 。 方 向的通长 裂纹 。部分开裂严重导向块周边的三边均存在裂纹 ， 如图 1 所示。 图 1 缸体裂纹位置 1 修复方案选择 新制造一个缸体需耗时数月且费用高 ，影 响交 货周期， 因此只能考虑修复。 焊接修复是传统修复方 式， 易操作 ， 耗时短 不到一个月 ， 费用低。 最终决定 采用焊接方式对裂纹进行修复。 收稿 日期 2 0 1 5 0 6 2 6 作者简介 王勇 1 9 8 4 一 ， 男， 工程师， 从事锻压设备研发设计。 E- ma i l t z d y s wy t z ． c o m． o n 2 修复工艺 2 ． 1 缺陷清理 先对裂纹缺陷处通过加工办法进行局部清除。 在此基础上 ，由焊接人员采用碳弧气刨的方法进行 进一步清除 ， 焊接 区域坡 口示意图如图 2所示 ， 坡 口 最大深度约 2 3 0 mm， 开 口宽度最大约 9 0 mm。必要时 将干涉的筋板去除 ，去除筋板后及 时使用临时拉撑 固定。 图 2 焊接区域坡 口不 意图 采用碳弧气刨清理缺陷前， 先将缸体架起 ， 采用 火焰加热方法先从 内部加热修复区域 ，至温度≥ 2 0 0 C 后再增加外部火焰加热 ， 至温度 2 5 0 C ～ 3 0 0 C 。 要求三个导 向块在返修过程 中始终达到温度要求 ； 使用碳弧气刨清除三个导 向块的裂纹时顺序应尽量 跳开。 裂纹清除完成后包裹石棉布保温。 将返修区域 母材缺陷表面进行无裂检查。在此过程 中， 操作者先 清除至无裂纹后通知质量监督员进行核实 ，然后再 检验确认。检查时采用肉眼和放大镜进行观察 ， 然后 用气割枪火焰对待查区域进行烘烤，目测有无细微 裂纹。确认无缺陷后 ， 用砂轮将待焊区域打磨 出金属 光泽 ， 去除渗碳层 ， 消除焊接死角。无法 打磨区域采 31 第5 1 卷 锻压装备与制造技术 用风铲将氧化皮和挂渣等全部清理干净。 2 ． 2 焊接 2 ． 2 ． 1 预热 采用氧丙烷火焰 ， 对缸体内外侧进行均匀加热 ， 使其整体温度不低于 2 0 0 ％， 同时重点加热修复区域 含坡 口两侧各 1 0 0 m m 至 2 3 0 ％～ 2 5 0 ％， 缸体周边采 用石棉布包裹保温。 2 ． 2 ． 2 焊接材料及焊接规范 打底 混 合气体保护焊 E 7 1 一 T 5 d p 1 ． 2 I 1 8 0 ～ 2 0 0 A U 2 6 ～ 2 8 V， 混合气为 2 0 ％ C O 2 8 0 ％A r ， 气体流 量 l 5 ～ 2 0 L ／ ra i n 。 填充及盖面混合气体保护焊 E 7 1 一 T 5 q b 1 ． 2 ， I 2 2 0 ～ 2 4 0 A U 2 8 ～ 3 0 V， 气体流量 1 5 ～ 2 0 L ／ mi n 。 气保焊无法施 焊的区域采用 J 5 0 7焊 条进行手 工电弧焊接 ， 0 4 ． 0 ， I 1 2 0 ～ 1 5 0 A，焊条使用前必须经 3 5 0 ％烘焙l h ， 并放入保温筒 ， 随用随取 。使用焊条焊 接部位必须做好记录。 2 ． 2 ． 3 焊接方式和操作方法 焊接时首先对坡 口狭窄处采用手工 电弧焊进行 打底和填充 ，然后用气保焊将坡 口两侧母材进行过 渡施焊 ， 使其尽量呈有规则的“ u ” 型， 最后再进行合 口焊接。焊接采用小规范 ， 短弧操作 ， 采用断续退焊 的方法 ， 多层多道焊 ， 每道焊缝 的引弧和收弧错开 ， 不得小于 3 0 m m， 收弧时要填满弧坑。及时检查焊缝 外观， 发现缺陷要及时清除缺陷后再继续焊接。坡 口 填充完成后 ，其两端 面采用碳弧气刨的方式进行清 除后补焊。控制层 间温度 ≥2 0 0 ％， 层道锤击 ， 锤击后 使焊缝出现麻点效果 。 焊接过程中， 每班由带班人员负责， 详细填写好 实时温度情况 、 每层的焊接方法 气保焊和手工焊 、 焊接规范 电流 I 、 电压 u、 气流量 、 焊缝锤击情况 、 焊缝质量情况。同时交接班时需对记录签字确认 ， 质 量监督员随时抽查。 所有返修坡 口整体填充至总坡 口深度 1 ／ 3时， 检 查外观 ， 合格后石棉布包裹。 2 ． 2 ． 4 后热处理 加热区域同预热 区域 ， 温度 ≥3 5 0 ％， 保温 6 h ， 进 行后热消氢处理。 2 ． 2 ． 5 退 火 继续 焊接 ，填 充坡 口总深度 2 ／ 3 约距 盖面 5 0 ra m 6 0 m m深 ， 进行中间炉内退火 ， 退火曲线如图 3所示 。 时 I司 h 图 3 缸体退火 曲线 2 ． 2 ． 6 填充和盖面 退火完成后 2 5 0 ％出炉 ， 进行剩余焊缝的填充和 盖面。盖面完成后的加强焊缝全部打磨圆弧过渡。 2 ． 2 ． 7 进行二次退火 热处理工艺 同上 。 3 修复检查 焊缝交检 ，进行表面磁粉探伤 按照 E N1 2 9 1 2 0 0 2 标准 和超声波探伤 按照 E N1 7 1 4 2 0 0 2标准 检查 ， 判定缸体导向块修复后 为合格件 ， 符合图纸技 术要求。 4 结论 在现场经过一年的使用 ， 设备运转正常， 性能完 好 ， 采用焊接方式在短时间 内成功修复 ， 节约成本 ， 较好地解决了生产实际问题 ， 是较经济的处理方式 。 参考文献 [ 1 ] 陈保 国． 焊接技术[ M】 ． 北京 化学工业出版社 ， 2 0 0 7 ． 【 2 ] 薛松柏 ， 栗卓新 ， 朱颖 ， 等． 焊接材料手册 [ M] ． 北京 机械工业 出 版社 ， 2 0 0 6 ． [ 3 ] 王长忠扁 级焊2 12 i 2 艺[ M】 ． 北京 中国劳动社会保 障出版社 ， 2 0 1 0 ． 【 4 ] 殷树言气 体保护焊 lr 艺 基础[ M] ． 北京 机械工业 出版社 ， 2 0 0 7 ． f 5 】 吕 军． 薄壁铝合金模锻件超声检测及评价l J 1． 金属加 2 0 1 0 ， 5 7 3 7 4 ． [ 6 】 王 宝， 宋永伦． 焊接电弧现象与焊接材 料 r艺性[ M] 一E 京 机 械 工业 出版社 ， 2 0 1 2 ． [ 7 ] 张丽生 ， 程晓燕 ， 冯素英 ． 焊接应力 和变形 的分 析 弓探讨 【 J J ． 现代 焊接 ， 2 0 1 0 ， 3 ． [ 8 ] 王晋生 ．3 0 MN水压机 柱塞拉伤表面补焊新T艺[ J 】 _锻压 装备 与制 造技术 ， 2 0 1 1 ， 4 6 5 ． [ 9 ] 窦宝东， 田晨光． 压力机飞轮主轴的一种修复方法～堆焊法I J 1 ． 锻 装备与制造技术 ， 2 0 1 2 ， 4 7 6 ． 3 2