CN103406642B - 一种压榨机铸铁压榨辊辊壳的齿面崩口的冷焊修复方法 - Google Patents

一种压榨机铸铁压榨辊辊壳的齿面崩口的冷焊修复方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种压榨机铸铁压榨辊辊壳的齿面崩口的冷焊修复方法,包括:压榨辊辊壳具有多个齿,其中至少一个齿具有至少一个崩口,多个齿至少具有两个崩口;对于任一个崩口,根据该崩口的长度将该崩口划分为沿该崩口的长度方向连续分布的n段;对于任意两个崩口,轮流对两个崩口进行焊接,在第一个崩口上选择一段进行焊接,焊接完成后,快速锤击该段焊缝,之后在第一个崩口上选择一段进行焊接,焊接完成后,快速锤击该段焊缝,当所述第一个崩口的焊缝冷却至60℃以下,再在所述第一个崩口上选择下一段进行焊接。本发明避免崩口处的焊补区的局部过热,减小焊接应力,避免裂纹发生,使修复好的崩口部位具有良好的抗拉强度和硬度,保证了工作效率。

Description

一种压榨机铸铁压榨辊辊壳的齿面崩口的冷焊修复方法
技术领域
本发明涉及一种冷焊修复技术,尤其涉及一种压榨机铸铁压榨辊的齿面崩口的冷焊修复方法。
背景技术
糖厂在榨季生产工程中,由于蔗料中难免夹杂有石块、金属等坚硬物体,导致压榨机铸铁压榨辊的齿面产生崩口,从而造成在压榨甘蔗过程中大量漏渣和压榨效能降低,甚至使得榨辊提前报废,增加了生产成本。
铸铁的含碳量高(含碳量大于2%),一般还有硅、锰元素及硫磷杂质,有时还加入不同的合金元素,以便获得具有不同性能的铸铁。目前使用较多的铸铁是灰铸铁(HT150)和和球墨铸铁(QT500-7和QT600-2),三种铸铁化学成分和力学性能分别见表1和表2。
表1三种铸铁的化学成分(质量分数)%
表2三种铸铁的力学性能
材料 Rm(MPa) ReLMPa A(%) HBS 主要金相组织
HT150 ≥145 - - 150~200 珠光体+铁素体
QT500-7 ≥500 320 7 170~230 铁素体+珠光体
QT600-2 ≥600 370 3 190~270
铸铁的脆性大,焊接性很差,在焊接过程中易产生白口组织和裂纹。白口组织是由于在铸铁补焊时,碳、硅等促进石墨化元素大量烧损,且补焊区冷速快,在焊缝区石墨化过程来不及进行而产生的。白口铸铁硬而脆,切削加工性能很差。裂纹通常发生在焊缝和热影响区,产生的原因是铸铁的抗拉强度低,塑性很差(400℃以下基本无塑性),而焊接应力较大,且接头存在白口组织时,由于白口组织的收缩率更大,裂纹倾向更加严重,甚至可使整条焊缝沿熔合线从母材上剥离下来。
糖厂压榨机压榨辊辊壳的材质为合金铸铁,要求晶粒粗大、耐磨、持蔗入辊好,所以在铸铁里加入0.5×100-2~0.7×100-2的磷和2.8×100-2~3.2×100-2的锰。而铸铁里加入0.5×100-2~0.7×100-2的磷后,铸铁里的磷共晶与基体的面积比约为8~12%,这样才能达到上述要求。但由于上述铸铁含磷成分较高、晶粒粗大,也导致铸铁的焊接性差,易出现白口、裂纹、焊缝剥离等缺陷。
铸铁补焊方法主要根据对焊后的要求(如焊缝的强度、颜色、致密性,焊后是否进行机加工等)、铸件的结构情况(大小、壁厚、复杂程度、刚度等)及缺陷情况来选择。其中,手工电弧焊和气焊是最常用的铸铁补焊方法。手工电弧焊补焊的方法有热焊及半热焊,该方法在焊前将焊件预热到一定温度(400℃以上),采用同质焊条,选择大电流连续补焊,焊后缓冷。其特点是焊接质量好,生产率低,成本高,劳动条件差。气焊补焊的方法有:(1)预热焊法:当补焊区域不在铸件的边角部位,不能自由地热胀冷缩时,可采用预热焊。预热焊法主要指对铸件进行整体加热,也可包括较大范围的局部加热。其特点是加热和冷却速度比较缓慢,加热程度和加热时间可以控制,这些都有利于石墨化。该方法适于补焊中、小型薄壁件。(2)不预热焊法:在焊前和焊接过程中用气焊火焰或其它加热方法加热铸件的适当部位,巧妙地运用热胀冷缩规律,掌握好焊接的方向和速度,其结果便焊缝的胀缩比较自由,从而减小焊接应力,避免裂纹。这个被加热的部位称为“减应区”,这种方法也叫做“加热减应区法”。能不能正确地选定减应区,直接关系到补焊的成败。因此,其特点是操作不易掌握,风险高。
此外,焊接材料的选择应在满足使用性能的前提下,具有好的焊接和切削的加工工艺性。铸铁型焊条虽能与母材同质,但其冷却速度很敏感,冷却速度快(冷焊),易出现白口组织,使其难以切削加工;同时,由于产生白口组织的收缩量(1.6~2.3%)比母材收缩量(0.9~1.3%)大,故在白口组织与非白口组织之间存在很大的剪应力,易在熔合区产生纵向裂纹。
发明内容
针对上述技术问题,本发明的目的在于提供一种压榨机铸铁压榨辊辊壳的齿面崩口的冷焊修复方法,利用本发明对崩口进行焊接修复,修复效果好,不存在白口组织、裂纹和焊缝剥离的缺陷。
本发明提供的技术方案为:
一种压榨机铸铁压榨辊辊壳的齿面崩口的冷焊修复方法,包括以下步骤:
所述压榨辊辊壳具有多个齿,其中至少一个齿具有至少一个崩口,所述多个齿至少具有两个崩口;
对于任一个崩口,根据该崩口的长度将该崩口划分为沿该崩口的长度方向连续分布的n段;
对于任意两个崩口,轮流对两个崩口进行焊接,在第一个崩口上选择一段进行焊接,焊接完成后,快速锤击该段焊缝,之后在第一个崩口上选择一段进行焊接,焊接完成后,快速锤击该段焊缝,当所述第一个崩口的焊缝冷却至60℃以下,再在所述第一个崩口上选择下一段进行焊接。
优选的是,所述的压榨机铸铁压榨辊辊壳的齿面崩口的冷焊修复方法中,在任一个崩口上进行任一段焊接时,焊接完成后,快速锤击该段焊缝至该段焊缝的表面平整。
优选的是,所述的压榨机铸铁压榨辊辊壳的齿面崩口的冷焊修复方法中,任一个崩口上进行任一段焊接包括以下步骤:
(1)采用德国伯乐蒂森生产的型号为UTP86FN碱性镍铁双相钢焊条进行堆焊,得到底层焊层,
(2)再采用德国伯乐蒂森生产的型号为UTP614Kb碱性焊条在所述底层焊层上进行堆焊。
优选的是,所述的压榨机铸铁压榨辊辊壳的齿面崩口的冷焊修复方法中,当一个崩口的长度大于200mm,并且该崩口的深度大于50mm时,在对该崩口进行焊接之前,
(1)在该崩口处的母材上钻n-l个孔,且所述n-l个孔沿该崩口的长度方向分布,从而将该崩口划分为沿该崩口的长度方向分布的n段,
(2)以从该崩口的底部的中间位置分别指向该崩口的两个端部的顺序,在每个孔内拧入一个钢质螺钉。
优选的是,所述的压榨机铸铁压榨辊辊壳的齿面崩口的冷焊修复方法中,
在对该崩口进行焊接时,先采用德国伯乐蒂森生产的型号为UTP86FN碱性镍铁双相钢焊条绕每个螺钉进行焊接;
对该崩口进行任一段焊接包括以下步骤:
(1)先采用德国伯乐蒂森生产的型号为UTP86FN碱性镍铁双相钢焊条进行堆焊,得到底层焊层,
(2)用多个圆钢段填充该段,其中多个圆钢段平行放置,并用德国伯乐蒂森生产的型号为UTP614Kb碱性焊条将多个圆钢段焊接在该崩口内。
优选的是,所述的压榨机铸铁压榨辊辊壳的齿面崩口的冷焊修复方法中,每个螺钉的直径为10~16mm,每个螺钉拧入母材的深度等于或大于该螺钉的直径,每个螺钉高出该崩口的表面4~6mm,所有螺钉的总截面积为该崩口的表面积的25~35%。
优选的是,所述的压榨机铸铁压榨辊辊壳的齿面崩口的冷焊修复方法中,在对任一个崩口进行任一段焊接前,将焊条置于在150~200℃下烘干1~2h,所述焊条包括德国伯乐蒂森生产的型号为UTP86FN碱性镍铁双相钢焊条和德国伯乐蒂森生产的型号为UTP614Kb碱性焊条。
优选的是,所述的压榨机铸铁压榨辊辊壳的齿面崩口的冷焊修复方法中,在任一个崩口上进行任一段焊接时,焊接电流为所述焊条直径的29~34倍。
优选的是,所述的压榨机铸铁压榨辊辊壳的齿面崩口的冷焊修复方法中,对任一个崩口上进行任一段焊接时,焊接完成后,快速锤击该段焊缝,快速锤击该段焊缝的具体实现方式为:
(1)检测该段焊缝的当前温度T,
(2)根据该焊段接部位的当前温度确定锤击的频率,当T>200℃时,锤击的频率为60~70次/分钟,当100℃≤T≤200℃时,锤击的频率为30~40次/分钟,当60℃≤T≤100℃,锤击的频率为10~15次/分钟,
(3)用m条沿该段焊缝的长度方向延伸的第一线段划分该段焊缝的表面,再用p条沿该段焊缝的宽度方向延伸的第二线段划分该段焊缝的表面,5≤m≤8,15≤n≤20,锤击过程中,沿第一线段和沿第二线段的锤击交替进行,先沿一条第一线段锤击该段焊缝,再沿一条第二线段锤击该段焊缝,
并且使用小锤锤击该段焊缝,所述小锤的头部具有圆弧状的端面,所述小锤的头部相对该段焊缝的表面倾斜,且倾斜角度为30~55°,每一次锤击时,所述小锤的头部与该段焊缝的接触面积S为0.05cm2≤S≤0.lcm2
本发明所述的压榨机铸铁压榨辊辊壳的齿面崩口的冷焊修复方法具有以下有益效果:
(1)由于压榨辊体积大,重量重,给预热带来极大的围难,因此,本发明采用冷焊修复方法对崩口进行修复,焊前不预热。
(2)本发明首先将每个崩口划分为n段,然后对于任意两个崩口,轮流对两个崩口进行焊接,在第一个崩口上选择一段进行焊接,然后再在另一个崩口上选择一段进行焊接,这样,在对第二个崩口的一段焊接的同时,第一个崩口的焊缝就处于冷却过程中,当对第二个崩口的一段焊接完成,第一个崩口的焊缝也基本可以冷却至60℃以下,此时,就可以再对第一个崩口的下一段进行焊接。对于任一个崩口,都是分段焊接的,这就有助于降低焊接应力;而对于任意两个崩口,又采取轮流的方式焊接,则一方面可以避免崩口处的焊补区的局部过热,从而减小焊接应力,避免裂纹发生,另一方面保证了工作效率。
(3)对于长度和深度均较大的崩口,则可以在该崩口处的母材上钻孔,并拧入钢质螺钉,钢质螺钉可以将焊缝和母材固定在一起,从而防止裂纹的发生,提高修复后的崩口处的承受冲击载荷的能力;并且,拧入多个钢质螺钉时,应从崩口的底部的中间位置分别向崩口的两个端部进行,也是为了减小焊接应力,控制裂纹的发生。
(4)补焊取得成功,效果显著。经修复的压榨辊的漏渣现象明显好转,压榨效能明显提高,压榨辊辊壳修补部位完好,达到预期效果。并且,本发明延长了压榨辊的使用寿命,节省了重新制造的费用。
附图说明
图1为本发明的在崩口处的母材上钻孔,并在每个孔内拧入钢质螺钉时崩口的示意图;
图2为本发明所述的使用小锤锤击焊缝的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
本发明提供一种压榨机铸铁压榨辊辊壳的齿面崩口的冷焊修复方法,包括以下步骤:所述压榨辊辊壳具有多个齿,其中至少一个齿具有至少一个崩口,所述多个齿至少具有两个崩口;对于任一个崩口,根据该崩口的长度将该崩口划分为沿该崩口的长度方向连续分布的n段;对于任意两个崩口,轮流对两个崩口进行焊接,在第一个崩口上选择一段进行焊接,焊接完成后,快速锤击该段焊缝,之后在第一个崩口上选择一段进行焊接,焊接完成后,快速锤击该段焊缝,当所述第一个崩口的焊缝冷却至60℃以下,再在所述第一个崩口上选择下一段进行焊接。
经观察发现压榨机压榨辊辊壳的齿面崩口基本呈半月状,齿面崩口长约200~400mm、深约50~100mm,位置大部分发生在压榨辊辊壳的中部并处于藕筒孔的上方或压榨辊辊壳齿面的最边缘,大尺寸崩口数量几乎在2-8左右,小尺寸崩口数量达几十个。
由于焊缝越长,焊缝所承受的拉应力越大,本发明在对崩口进行冷焊修复时,首先根据每个崩口的长度将每个崩口都划分为n段,逐段对一个崩口进行焊接,从而减小每段焊缝的应力,降低焊缝发生裂纹的可能性。优选的,每段焊缝的长度为20~40mm。
局部过热容易增加焊接应力,进而导致焊缝产生裂纹。本发明在第一个崩口上选择一段(假设为第一段)进行焊接,焊接完成后,必须等到第一段冷却后,才能再对该第一个崩口进行第二段的焊接,这就需要等待较长的时间,影响工作效率。
本发明发现可以同时处理两个崩口。在完成对第一个崩口的第一段的焊接时,就对第二个崩口的第一段进行焊接,此时,第一个崩口的第一段处于冷却阶段,当完成第二个崩口的第二段的焊接,第一个崩口的第一段也己经冷却至合适的温度,此时,就可以再对第一个崩口的第一段进行焊接。对第一个崩口和第二个崩口的焊接可以轮流进行,这一过程一方面保证崩口的焊缝获得充分冷却,另一方面又保证了工作效率。
上述充分冷却是指,焊缝冷却至60℃以下,以手可触摸为准。
对于任一个崩口,一段焊接完成后,应立即锤击该段焊缝。这是因为,此时焊缝处于高温而具有较高塑性,锤击可以松弛焊补区内应力,防止裂纹产生。试验证明,该操作可减少约50%的内应力。
并且,本发明中,快速锤击一段焊缝至该段焊缝的表面平整,以达到充分释放内应力的目的。
本发明中,任一个崩口上进行任一段焊接包括以下步骤:(1)采用德国伯乐蒂森生产的型号为UTP86FN碱性镍铁双相钢焊条进行堆焊,得到底层焊层,(2)再采用德国伯乐蒂森生产的型号为UTP614Kb碱性焊条在所述底层焊层上进行堆焊。其中,德国伯乐蒂森生产的型号为UTP86FN碱性镍铁双相钢焊条为非铸铁型镍基焊条。
相比于现有技术的铸铁型焊条,采用非铸铁型镍基焊条焊接时,高温下镍基合金的焊缝金属以单相奥氏体组织存在;奥氏体溶解碳的能力很强,此时碳全部溶解于奥氏体而不能以渗碳体形式析出,因此焊缝塑性好、无或较少白口和淬火的组织;镍又是一种强促进石墨化元素,能使熔合区的白口化的倾向有所降低。所以镍基焊条是冷焊铸铁中最好的一种焊条,为此本发明采用非铸铁型镍基焊条。非铸铁型镍基焊条焊缝的机械性能见下表3。
表3非铸铁型镍基焊条焊缝的机械性能
本发明采用德国伯乐蒂森生产的型号为UTP86FN高机械强度的碱性镍铁双相钢焊条(含碳量为1.2%,铁为45%,镍大于45%),由于铁的固溶强化作用,故该焊条的熔敷金属力学性能较高,其屈服点大于340Mpa,抗拉强度大于500MPa,伸长率一般大于18%,焊缝的硬度为220HB。通过对焊条加入微量Nb、Ti等,形成NbC、TiC等对焊缝金属的弥散强化及细晶强化,该焊条与母材的接合性最好,第一层焊缝受母材稀释后的含镍量约为40×10-2~60×10-2,线胀系数最小,以后各层焊缝金属的塑性好,加之锤击焊缝等工艺措施,焊缝剥离的可能性很小,抗裂性高。该焊条的电弧平静稳定,同时脱渣性好。焊道平整呈细鳞片状,无缺口。焊条的电流负载能力及熔化力通过双相钢焊芯得到优化。熔敷金属有极好防裂特性,同时可切削。并且对铸铁有很好的合金亲和能力。
由于上述非铸铁型镍基焊条的底层焊层较软,强度不够高,因此,再选择德国伯乐蒂森生产的型号为UTP614Kb焊条(含碳量为0.06%,硅为0.7%,锰为0.9%,屈服强度400MPa,抗拉强度510MPa,伸长率大于22%)在底层焊层上进行堆焊,以保证焊缝整体的强度。同时,由于上述非铸铁型镍基焊条价格比较昂贵,本发明将其用于打底堆焊,而中间熔敷金属采用相对便宜的焊条——德国伯乐蒂森生产的型号为UTP614Kb焊条,以节约焊补费用。
为了方便焊接,还将崩口的两个端部加工成斜面,以得到一个梯形坡口。后剪开坡口多层焊时,焊接应力大,特别是采用碳钢焊缝时,由于收缩率大,焊缝屈服极限又高于铸铁抗拉强度,不易发生塑性变形而松弛应力,而热影响区的半熔化区又是薄弱环节,故往往沿该区发生裂纹。即使焊接后当时不开裂,若工件将受较大冲击负荷,也容易在使用过程中沿该区破坏。因此,通过碳钢螺钉将焊缝与未受焊接热影响的铸件母材固定在一起,从而防止裂纹的发生,并提高该区承受冲击载荷的能力。
对于尺寸较大的崩口,如尺寸长度大于200mm,深度大于50mm,还需提前钻孔攻牙,以备栽种螺钉加固。其中,钻孔直径以φ10~16为宜,螺钉的直径在10-16mm。
如图1所示,在对一个崩口4进行焊接之前,对该崩口4进行处理:(1)在该崩口处的母材1上钻n-l个孔,且所述n-l个孔沿该崩口的长度方向分布,从而将该崩口划分为沿该崩口的长度方向分布的n段,即相邻两个孔之间构成一段;(2)以从该崩口的底部的中间位置分别指向该崩口的两个端部的顺序,在每个孔内拧入一个钢质螺钉2。拧入钢质螺钉的顺序会影响到焊接应力的大小以及裂纹是否会发生。本发明从崩口的底部的中间位置开始拧入钢质螺钉,然后逐渐向崩口的两个端部进行,有助于减小焊接应力,避免裂纹发生。
在对崩口4设置有钢质螺钉的情况下,在对该崩口4进行焊接时,先采用德国伯乐蒂森生产的型号为UTP86FN碱性镍铁双相钢焊条绕每个螺钉进行焊接。然后对该崩口进行任一段焊接都包括以下步骤:(1)先采用德国伯乐蒂森生产的型号为UTP86FN碱性镍铁双相钢焊条进行堆焊,得到底层焊层5,(2)用多个圆钢段3填充该段,其中多个圆钢段平行放置,并用德国伯乐蒂森生产的型号为UTP614Kb碱性焊条将多个圆钢段焊接在该崩口4内。其中,每个圆钢段的直径为6~2Omm。用多个圆钢段对某一段进行填充,一方面可以提高该段焊缝的强度,另一方面有助于提高工作效率。
本发明中,每个螺钉的直径为10~16mm,每个螺钉拧入母材的深度等于或大于该螺钉的直径,每个螺钉高出该崩口的表面4~6mm,所有螺钉的总截面积为该崩口的表面积的25~35%。孔一般均匀分布。
所述的压榨机铸铁压榨辊辊壳的齿面崩口的冷焊修复方法中,在对任一个崩口进行任一段焊接前,将焊条置于在150~200℃下烘干1~2h,所述焊条包括德国伯乐蒂森生产的型号为UTP86FN碱性镍铁双相钢焊条(简称UTP86FN镍基焊条)和德国伯乐蒂森生产的型号为UTP614Kb碱性焊条(简称UTP614Kb碱性焊条)。
所述的压榨机铸铁压榨辊辊壳的齿面崩口的冷焊修复方法中,在任一个崩口上进行任一段焊接时,焊接电流为所述焊条直径的29~34倍。
在对任一个崩口进行焊接之前,还进行准备工作。首先将崩口用角磨机打磨,清除油污和蔗渣等杂质,直至露出金属光泽;将压榨辊用托轮架固定在适当位置,使焊缝尽量处于平焊或半立焊位置。其次,领用直径均为3.2mm的UTP86FN镍基焊条和UTP614Kb碱性焊条。此外,焊条需要在150~200℃的温度下烘干1~2h,并做到随用随取。
焊接时,使用直流弧焊机,焊接电流适当小,焊接电流可参照公式:I=(29~34)×d选择,其中d为焊条直径(mm)。根据焊材使用说明,3.2mm的UTP86FN镍基焊条和UTP614Kb碱性焊条,焊接电流均为90~110A。因为随着焊接电流的增大,焊接热输入增大,结果使焊接接头拉伸应力增高,发生裂纹的敏感性增大。在满足电弧稳定及焊透的情况下均应采用合适的小电流焊接。为了减少焊接热量输入,另外操作时要适当提高焊接速度,尽量不作横向摆动。
本发明中,对任一个崩口上进行任一段焊接时,焊接完成后,快速锤击该段焊缝,快速锤击该段焊缝的具体实现方式为:
(1)检测该段焊缝的当前温度T。
(2)根据该段焊缝的当前温度确定锤击的频率,当T>200℃时,锤击的频率为60~70次/分钟,当100℃≤T≤200℃时,锤击的频率为30~40次/分钟,当60℃≤T≤100℃,锤击的频率为10~15次/分钟。在不同温度下,焊缝表现出不同的塑性,根据焊缝所处的当前温度,确定合适的锤击的频率,可以更精确的控制内应力的释放,达到完全消除内应力的目的。
(3)用m条沿该段焊缝的长度方向延伸的第一线段划分该段焊缝的表面,再用p条沿该段焊缝的宽度方向延伸的第二线段划分该段焊缝的表面,5≤m≤8,15≤n≤20,锤击过程中,沿第一线段和沿第二线段的锤击交替进行,先沿一条第一线段锤击该段焊缝,再沿一条第二线段锤击该段焊缝,并且使用小锤锤击该段焊缝,所述小锤的头部7具有圆弧状的端面,所述小锤的头部相对该段焊缝的表面8倾斜,且倾斜角度为30~55°(如图2所示),每一次锤击时,所述小锤的头部7与该段焊缝的接触面积S为0.05cm2≤S≤0.lcm2。对于每段焊缝,先用m条第一线段和p条第二线段对其表面进行划分,然后沿第一线段和第二线段交替锤击,一方面可以保证对焊缝进行均匀的锤击,防止焊缝的局部受力过大,或者焊缝的局部受力过小的情况发生。本发明设计的小锤的头部具有圆弧状的端面,这样锤击时,就不会焊缝造成损伤。每次锤击时,小锤的头部与焊缝的接触面积S为0.05cm2≤S≤0.lcm2,所述接触面积也就是焊缝的受力面积,与小锤的头部发生接触的焊缝的局部区域在锤击作用释放应力,合适的受力面积可以保证内应力消除的效果。并且,每次锤击时,小锤的头部与焊缝的表面倾斜,且倾斜角度为30~55°,该倾斜角度也表示焊缝所受的外力的角度,合适的倾斜角度可以保证内应力消除的效果。
快速锤击一段焊缝的方式的设计,进一步使本发明的焊缝具有良好的力学性能,修复好的崩口部位强度好,不发生裂纹。
压榨机压榨辊辊壳的崩口修复完毕后,应用车床车正(或用磨光机等工具修正)齿形,恢复原有尺寸。
本发明还提供了9个实施例,表4给出9个实施例中修复后的崩口部位的力学性能的数据。
其中,第1~3个实施例中,对两个崩口轮流进行焊接,每个崩口划分为5段;在任一个崩口上进行任一段焊接时,采用3.2mm的UTP86FN镍基焊条进行堆焊,得到底层焊层,再用UTP614Kb碱性焊条在底层焊层上堆焊,焊接电流为90~110A;每完成一段焊缝,都快速锤击该段焊缝至该段焊缝的表面平整;在对任一个崩口进行焊接之前,还进行准备工作,首先将崩口用角磨机打磨,清除油污和蔗渣等杂质,直至露出金属光泽,将压榨辊用托轮架固定在适当位置,使焊缝尽量处于平焊或半立焊位置,焊条需要在150~200℃的温度下烘干1~2h,并做到随用随取。
第4~6个实施例中,也对两个崩口轮流进行焊接;在对任一个朋口焊接之前,每个崩口处的母材上钻5个孔,将崩口分为6段,并且在每个孔内拧入一个钢质螺钉,拧入螺钉的顺序是从崩口的底部的中间位置分别向崩口的两个端部进行,每个螺钉的直径为10mm,每个螺钉拧入母材的深度也为10mm,每个螺钉高出该崩口的表面5mm;对任一个崩口进行任一段焊接时,先用3.2mm的UTP86FN镍基焊条绕每个螺钉进行焊接;在对任一个崩口进行任一段焊接时,先采用3.2mm的UTP86FN镍基焊条进行堆焊,得到底层焊层,再用多个圆钢段填充该段,其中多个圆钢段平行放置,并用UTP614Kb碱性焊条将多个圆钢段焊接在该崩口内,焊接电流为90~110A;每完成一段焊缝,都快速锤击该段焊缝至该段焊缝的表面平整;在对任一个崩口进行焊接之前,还进行准备工作,首先将崩口用角磨机打磨,清除油污和蔗渣等杂质,直至露出金属光泽,将压榨辊用托轮架固定在适当位置,使焊缝尽量处于平焊或半立焊位置,焊条需要在150~200℃的温度下烘干1~2h,并做到随用随取。
第7~9个实施例中,对两个崩口轮流进行焊接,每个崩口划分为5段;在任一个崩口上进行任一段焊接时,采用3.2mm的UTP86FN镍基焊条进行堆焊,得到底层焊层,再用UTP614Kb碱性焊条在底层焊层上堆焊,焊接电流为90~110A;每完成一段焊缝,都快速锤击该段焊缝至该段焊缝的表面平整;在对任一个崩口进行焊接之前,还进行准备工作,首先将崩口用角磨机打磨,清除油污和蔗渣等杂质,直至露出金属光泽,将压榨辊用托轮架固定在适当位置,使焊缝尽量处于平焊或半立焊位置,焊条需要在150~200℃的温度下烘干1~2h,并做到随用随取。
并且,每完成一段焊缝,快速锤击焊缝时,都按以下方式进行:(1)检测该段焊缝的当前温度T,(2)根据该段焊缝的当前温度确定锤击的频率,当T>200℃时,锤击的频率为60~70次/分钟,当100℃≤T≤200℃时,锤击的频率为30~40次/分钟,当60℃≤T≤100℃,锤击的频率为10~15次/分钟,(3)用m条沿该段焊缝的长度方向延伸的第一线段划分该段焊缝的表面,再用p条沿该段焊缝的宽度方向延伸的第二线段划分该段焊缝的表面,5≤m≤8,15≤n≤20,锤击过程中,沿第一线段和沿第二线段的锤击交替进行,先沿一条第一线段锤击该段焊缝,再沿一条第二线段锤击该段焊缝,并且使用小锤锤击该段焊缝,所述小锤的头部具有圆弧状的端面,所述小锤的头部相对该段焊缝的表面倾斜,且倾斜角度为30~55°,每一次锤击时,所述小锤的头部与该段焊缝的接触面积S为0.05cm2≤S≤0.1cm2。其中,实施例7的锤击过程的各参数为:T>200℃时,锤击的频率为60次/分钟,当100℃≤T≤200℃时,锤击的频率为30次/分钟,当60℃≤T≤l0O℃,锤击的频率为10次/分钟,m=5,n=15,倾斜角度为30°,S=0.05cm2;实施例8的锤击过程的各参数为:T>200℃时,锤击的频率为70次/分钟,当100℃≤T≤200℃时,锤击的频率为40次/分钟,当60℃≤T≤l00℃,锤击的频率为15次/分钟,m=8,n=20,倾斜角度为55°,S=0.lcm2;实施例9的的锤击过程的各参数为:T>200℃时,锤击的频率为63次/分钟,当100℃≤T≤200℃时,锤击的频率为35次/分钟,当60℃≤T≤100℃,锤击的频率为11次/分钟,m=5,n=20,倾斜角度为46°,S=0.lcm2
表49个实施例的修复后的崩口部位的力学性能
实施例 抗拉强度(Mpa) 硬度(HB) 裂纹
实施例1 510 235
实施例2 512 240
实施例3 511 238
实施例4 513 241
实施例5 515 237
实施例6 512 236
实施例7 533 238
实施例8 535 239
实施例9 538 237
本发明的冷焊修复方法是较为合理、简单和实用的,它小电流、快速运条、熔深浅、短段、分区分段、分层交叉、每段锤击消应力、层间温度小于60℃,因此,补焊效果显著,不出现白口组织、裂纹等缺陷。
应用本发明,补焊取得成功,效果显著。经修复的压榨辊的漏渣现象明显好转,压榨效能明显提高,压榨辊辊壳修补部位完好,达到预期效果。并且,本发明延长了压榨辊的使用寿命,节省了重新制造的费用,减轻制糖企业的资金压力。经了解,重新制造一条榨辊壳的费用大约为:直径750mm的为3万,直径850mm的为5万,直径1000mm的为8万,直径1200mm的为10万。但每条压榨辊辊壳壳的齿面崩口补焊的费用仅为几千元到一万多元。每间糖厂企业每个榨季压榨过程中都有几条甚至十几条存在崩齿现象。所以,若采用该技术,每年为每间糖业企业减少几万甚至数十万的开支。
尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (8)

1.一种压榨机铸铁压榨辊辊壳的齿面崩口的冷焊修复方法,其特征在于,包括以下步骤:
所述压榨辊辊壳具有多个齿,其中至少一个齿具有至少一个崩口,所述多个齿至少具有两个崩口;
对于任一个崩口,根据该崩口的长度将该崩口划分为沿该崩口的长度方向连续分布的n段;
对于任意两个崩口,轮流对两个崩口进行焊接,在第一个崩口上选择一段进行焊接,焊接完成后形成焊缝,快速锤击该段焊缝,之后在第二个崩口上选择一段进行焊接,焊接完成后形成焊缝,快速锤击该段焊缝,当所述第一个崩口的焊缝冷却至60℃以下,再在所述第一个崩口上选择下一段进行焊接;
在任一个崩口上进行任一段焊接时,焊接完成后形成焊缝,快速锤击该段焊缝,快速锤击该段焊缝的具体实现方式为:
(1)检测该段焊缝的当前温度T,
(2)根据该段焊缝的当前温度确定锤击的频率,当T>200℃时,锤击的频率为60~70次/分钟,当100℃≤T≤200℃时,锤击的频率为30~40次/分钟,当60℃≤T≤100℃时,锤击的频率为10~15次/分钟,
(3)用m条沿该段焊缝的长度方向延伸的第一线段划分该段焊缝的表面,再用p条沿该段焊缝的宽度方向延伸的第二线段划分该段焊缝的表面,5≤m≤8,15≤p≤20,锤击过程中,沿第一线段和沿第二线段的锤击交替进行,先沿一条第一线段锤击该段焊缝,再沿一条第二线段锤击该段焊缝,
并且使用小锤锤击该段焊缝,所述小锤的头部具有圆弧状的端面,所述小锤的头部相对该段焊缝的表面倾斜,且倾斜角度为30~55°,每一次锤击时,所述小锤的头部与该段焊缝的接触面积S为0.05cm2≤S≤0.1cm2
2.如权利要求1所述的压榨机铸铁压榨辊辊壳的齿面崩口的冷焊修复方法,其特征在于,在任一个崩口上进行任一段焊接时,焊接完成后形成焊缝,快速锤击该段焊缝至该段焊缝的表面平整。
3.如权利要求2所述的压榨机铸铁压榨辊辊壳的齿面崩口的冷焊修复方法,其特征在于,任一个崩口上进行任一段焊接包括以下步骤:
(1)采用德国伯乐蒂森生产的型号为UTP86FN碱性镍铁双相钢焊条进行堆焊,得到底层焊层,
(2)再采用德国伯乐蒂森生产的型号为UTP614Kb碱性焊条在所述底层焊层上进行堆焊。
4.如权利要求2所述的压榨机铸铁压榨辊辊壳的齿面崩口的冷焊修复方法,其特征在于,当一个崩口的长度大于200mm,并且该崩口的深度大于50mm时,在对该崩口进行焊接之前,
(1)在该崩口处的母材上钻n-1个孔,且所述n-1个孔沿该崩口的长度方向分布,从而将该崩口划分为沿该崩口的长度方向分布的n段,
(2)以从该崩口的底部的中间位置分别指向该崩口的两个端部的顺序,在每个孔内拧入一个钢质螺钉。
5.如权利要求4所述的压榨机铸铁压榨辊辊壳的齿面崩口的冷焊修复方法,其特征在于,
在对该崩口进行焊接时,先采用德国伯乐蒂森生产的型号为UTP86FN碱性镍铁双相钢焊条绕每个螺钉进行焊接;
对该崩口进行任一段焊接包括以下步骤:
(1)先采用德国伯乐蒂森生产的型号为UTP86FN碱性镍铁双相钢焊条进行堆焊,得到底层焊层,
(2)用多个圆钢段填充该段,其中多个圆钢段平行放置,并用德国伯乐蒂森生产的型号为UTP614Kb碱性焊条将多个圆钢段焊接在该崩口内。
6.如权利要求5所述的压榨机铸铁压榨辊辊壳的齿面崩口的冷焊修复方法,其特征在于,每个螺钉的直径为10~16mm,每个螺钉拧入母材的深度等于或大于该螺钉的直径,每个螺钉高出该崩口的表面4~6mm,所有螺钉的总截面积为该崩口的表面积的25~35%。
7.如权利要求3或5所述的压榨机铸铁压榨辊辊壳的齿面崩口的冷焊修复方法,其特征在于,在对任一个崩口进行任一段焊接前,将焊条置于150~200℃下烘干1~2h,所述焊条包括德国伯乐蒂森生产的型号为UTP86FN碱性镍铁双相钢焊条和德国伯乐蒂森生产的型号为UTP614Kb碱性焊条。
8.如权利要求7所述的压榨机铸铁压榨辊辊壳的齿面崩口的冷焊修复方法,其特征在于,在任一个崩口上进行任一段焊接时,焊接电流为所述焊条直径的29~34倍。
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