快速修復(fù)油壓機(jī)滑動(dòng)橫梁的一種方法

尚現(xiàn)亮

【摘 要】設(shè)備的灰鑄鐵部件斷裂焊接開縫一直是個(gè)困擾人心的技術(shù)難題，本文通過(guò)對(duì)一臺(tái)100噸四柱油壓機(jī)活動(dòng)橫梁斷裂修復(fù)進(jìn)行技術(shù)總結(jié)，找到了一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的焊接修復(fù)方法，對(duì)同類問(wèn)題有一定的借鑒意義。

【關(guān)鍵詞】滑動(dòng)橫梁；灰鑄鐵；鐵銅焊條；焊接修復(fù)

0.概述

公司機(jī)械廠有一臺(tái)二十世紀(jì)七十年代中期沈陽(yáng)某廠出產(chǎn)的100噸四柱油壓機(jī)，五月份發(fā)生故障，導(dǎo)致滑動(dòng)橫梁斷裂為四部分，設(shè)備無(wú)法正常使用。當(dāng)時(shí)該廠正在為一批緊急出口產(chǎn)品加班加點(diǎn)趕交貨期，該臺(tái)設(shè)備上使用的是本次產(chǎn)品專用模具，在另一臺(tái)400噸油壓機(jī)上無(wú)法使用，實(shí)際情況也無(wú)法安排外協(xié)加工。聯(lián)系設(shè)備廠家，稱此種型號(hào)設(shè)備早已停產(chǎn)，庫(kù)房無(wú)配件，若需加工配件可將圖紙傳真過(guò)去，廠家可安排制作專用模具進(jìn)行制作橫梁鑄件，整件加工完成并運(yùn)送到廠預(yù)計(jì)時(shí)間兩個(gè)月，資金約4萬(wàn)元。若新購(gòu)一臺(tái)同性能設(shè)備，從申請(qǐng)購(gòu)買到安裝調(diào)試正式使用，最快需時(shí)間25-30天，資金50余萬(wàn)元。為了按時(shí)供貨，保持良好的廠家信譽(yù)，我們組織技術(shù)人員攻克難關(guān)，自制鐵銅焊條，焊接修復(fù)了油壓機(jī)滑動(dòng)橫梁，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)同類問(wèn)題有一定的借鑒意義。

1.修復(fù)方案確定及分析

1.1滑動(dòng)橫梁受損情況。

該部件材料為灰鑄鐵，長(zhǎng)х寬х高為800х500х280mm，重約400Kg，四角各有一個(gè)Φ120mm通孔，空腔多筋板，整體呈現(xiàn)X形貫穿裂紋，將滑動(dòng)橫梁裂分為四塊，總裂紋長(zhǎng)度達(dá)2400mm多。整個(gè)部件已無(wú)法使用，除非換新或焊接修復(fù)。

1.2可焊性分析。

該部件為灰鑄鐵材料，焊接性能不良，一般使用鑄鐵焊條進(jìn)行焊接修復(fù)后極易出現(xiàn)焊接裂紋。因此對(duì)焊接裂紋的控制成功與否是本次修復(fù)的關(guān)鍵。一般對(duì)較大鑄件的焊接方法有兩種，分為熱焊法和冷焊法。采用熱焊法則要求將整個(gè)焊接件加熱至600℃～750℃，連續(xù)對(duì)部件裂紋處施焊，焊完畢后繼續(xù)保持加熱時(shí)溫度約5～8小時(shí)，以保證焊接應(yīng)力得到最大程度消除，之后緩冷至室溫。此方法優(yōu)點(diǎn)是焊接變形小，焊接應(yīng)力消除及時(shí)，焊縫處不易出現(xiàn)熱裂紋，焊接質(zhì)量較好。缺點(diǎn)是需專門大型加熱爐或臨時(shí)加熱爐，溫度不易控制，焊件搬運(yùn)不易，施工人員冒高溫進(jìn)行作業(yè)，危險(xiǎn)性較大，對(duì)有位置精度要求且不易入爐加熱的部件，此種方法顯然有其局限性。冷焊法則簡(jiǎn)單一些，不需要專門設(shè)備，不需要連續(xù)施焊，可在現(xiàn)場(chǎng)直接對(duì)部件焊接，也可將部件運(yùn)至焊接場(chǎng)地焊接。優(yōu)點(diǎn)是焊接工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，施工條件好，時(shí)間短，成本低，安全性較好，特別是在現(xiàn)場(chǎng)直接焊接，對(duì)保持部件的位置精度效果非常好。缺點(diǎn)是焊接質(zhì)量不高、焊縫易出現(xiàn)熱裂紋。

綜合考慮采用冷焊法在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行修復(fù)比較適合工廠實(shí)際，但在控制焊接熱裂紋上需另想辦法解決。

1.3修復(fù)加固的分析。

由于該部件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，內(nèi)腔空間多，筋板多且薄，四角的四個(gè)導(dǎo)向孔和中心模具安裝孔有較高的位置精度要求，僅靠焊接表層的幾條焊縫強(qiáng)度無(wú)法保證100噸工作壓力載荷。決定在滑動(dòng)橫梁兩端面上各加焊一塊厚16mm的加強(qiáng)版，將裂開的四部分連為整體，提高了橫梁強(qiáng)度，保證生產(chǎn)用載荷。經(jīng)反復(fù)對(duì)比，在滿足工作要求的前提下，Q235普通鋼板具有良好的韌性和焊接性能，而灰鑄鐵板則韌性較差且焊接易出現(xiàn)裂紋，若能解決鋼板和灰鑄鐵不同材料的焊接問(wèn)題，宜選取Q235普通鋼板作為加強(qiáng)版。

1.4鐵銅焊條制作。

國(guó)內(nèi)已有用自制鐵銅焊條修復(fù)機(jī)床斷腿成功的先例，僅是用自制鐵銅焊條將斷件與母體焊接修復(fù)。將普通鋼板與灰鑄鐵焊接一體的想法能否通過(guò)自制鐵銅焊條成功實(shí)現(xiàn)呢？銅熔點(diǎn)比鑄鐵低，熔化速度快，可使鑄鐵中的碳、硅元素減少，有效防止裂紋和白口組織及減少焊縫中的冷硬組織和雜物，銅良好的延展性彌補(bǔ)了鑄鐵和低碳鋼之間的熱縮比，對(duì)阻礙裂紋效果明顯。為了找到對(duì)焊接質(zhì)量最好的鐵銅焊條，對(duì)J422、J506、J420、A102、Ni308，直徑為Φ2mm、Φ3.2mm、Φ4mm的焊條，壁厚0.3mm、0.5mm、0.8mm、1mm、1.2mm的紫銅管（沒(méi)有紫銅管的可用紫銅皮手工卷制）分別進(jìn)行配比，用交流弧焊機(jī)對(duì)同樣的灰鑄鐵和Q235鋼板進(jìn)行焊接試驗(yàn)，最終選出J422（Φ3.2mm）焊條和壁厚1mm紫銅管配比作為本次焊接修復(fù)只用。為保證焊接效果，將按上述方法自制的足量鐵銅焊條放烘箱，在75℃～150℃烘干8小時(shí)，焊接時(shí)直接取用。

2.施焊前的準(zhǔn)備

2.1將該設(shè)備及周圍清理干凈，用標(biāo)志繩四周圍成封閉區(qū)域，設(shè)置安全標(biāo)識(shí)牌，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)一人擔(dān)任總指揮，統(tǒng)一協(xié)調(diào)作業(yè)，無(wú)關(guān)人員撤離。

2.2將滑動(dòng)橫梁斷裂的四部分恢復(fù)原位并用尼龍收緊帶固定，設(shè)備空載下往復(fù)運(yùn)行四到五個(gè)行程，觀察滑動(dòng)橫梁在導(dǎo)向柱上移動(dòng)自如時(shí)，再次收緊收縮帶，手動(dòng)將橫梁輕落至下止點(diǎn)位置，用三個(gè)輔助支撐仔細(xì)將滑動(dòng)橫梁支撐平穩(wěn)。

2.3用角磨機(jī)在橫梁裂縫處打焊接坡口，坡口寬20mm深度至裂縫處為宜，清除表面油污和氧化層后，用丙酮將所打坡口全部清洗干凈。兩塊加強(qiáng)版周邊及兩孔倒大角，以利焊接。

2.4在滑動(dòng)橫梁各裂縫終端（最邊處）打Φ6mm止裂孔。此孔可有效防止裂縫的延伸和再次開裂。

2.5準(zhǔn)備氧氣乙炔瓶各一個(gè)，BX1-500型交流弧焊機(jī)一臺(tái)，二氧化碳滅火器兩個(gè)，其它需用工具。

3.焊接修復(fù)

3.1先用一廢灰鑄鐵件施焊，試調(diào)到合適電流，用氧氣乙炔火焰將滑動(dòng)橫梁需焊坡口段加熱至300℃左右。

3.2用鐵銅焊條按1、2、3層次進(jìn)行焊接，每次焊接15mm-20mm長(zhǎng)息弧，間隔15mm-20mm再次焊接，交叉進(jìn)行。焊縫呈暗紅色時(shí)迅速用尖嘴錘敲擊，清凈熔渣。每焊完一層縫，仔細(xì)檢查有無(wú)裂紋、夾渣、砂眼等缺陷，若有立即用角磨機(jī)除去，重新焊補(bǔ)。

3.3滑動(dòng)橫梁上焊縫全部焊完后，最后將各止裂孔焊實(shí)。

3.4將加強(qiáng)版與滑動(dòng)橫梁正面貼實(shí)到位后，用鐵銅焊條大電流施焊底層，焊縫暗紅色時(shí)清凈熔渣，每次息弧后，用錘擊打連接處鋼板邊緣，并使焊縫緩冷至室溫。

3.5全部完工后，用角磨機(jī)將所有焊接表面毛刺打光，刷防銹漆。

通過(guò)以上方案施焊作業(yè)，該廠僅用三天就將滑動(dòng)橫梁焊接修復(fù)完畢，經(jīng)空車及滿負(fù)荷運(yùn)行，均滿足使用要求。該設(shè)備立即投入正常生產(chǎn)，確保了按時(shí)供貨，挽回了該廠信譽(yù)。

4.綜合評(píng)價(jià)

本次焊接修復(fù)所用焊條、紫銅管及加強(qiáng)板等材料費(fèi)用總計(jì)1200余元，比等用廠家備件節(jié)約資金近4萬(wàn)元，節(jié)約時(shí)間近2個(gè)月，保證了該廠供貨信譽(yù)，社會(huì)效益顯著。設(shè)備修復(fù)至今，一直使用良好，焊縫未見裂紋。實(shí)踐證明，這是了一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的焊接修復(fù)方法，對(duì)同類問(wèn)題有一定的借鑒意義。 [科]