CN107127421A - 锡基轴承合金轴瓦的焊接修复方法 - Google Patents

锡基轴承合金轴瓦的焊接修复方法 Download PDF

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黄名章
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Abstract

本发明涉及锡基轴承合金轴瓦的焊接修复方法，包括以下步骤：(1)焊丝的制备：选用与锡基轴承合金轴瓦匹配的巴氏合金材料进行熔炼自制焊丝；(2)对锡基轴承合金轴瓦表面进行处理；(3)选用TIG的直流焊接，氩气惰性气体保护，采用平位焊接，左向焊法填丝焊接修复，最后一层焊道表面比轴瓦原始表面高，然后采用保护嘴补焊，通过机加工后得到修复后的轴瓦。本发明操作简单，修复结果理想，合格率高，提高锡基轴承合金轴瓦的重复使用率，减少重新铸造的资金和时间。

Description

锡基轴承合金轴瓦的焊接修复方法
技术领域
本发明涉及锡基轴承合金轴瓦的焊接修复方法。
背景技术
锡基轴承合金具有较高减磨性能，很好的嵌入性、摩擦顺应性和耐轴性。在软相基体均匀分布着硬相质点。软相基体使合金具有非常良好的嵌藏性，顺应性和抗咬合性，并在磨合后软基体内凹，硬质点处凸，使滑动面之间形成微小间隙成为贮油空间和润滑油通道，利于减磨，上凸的硬质起支撑作用，有利于承载。
由于以上优点，锡基轴承合金(巴氏合金)广泛应用于船舶上的各类轴瓦，船舶中许多转动设备都是依靠各种轴承的支撑及润油对轴承进行润滑来工作的，如尾轴中间轴瓦、主机的连杆轴瓦、发电机的轴瓦、这些轴瓦都是锡基轴承合金(又名巴氏合金)。由于这些轴瓦在长期运行中，因震动或供油系统出现故障，引起轴瓦上的锡基轴承合金磨损，甚至导致巴氏合金脱落和烧损现象。
船上锡基轴承合金多为下瓦部分损坏，主要损坏形式有：
(1)局部缺损或磨损：由于轴瓦的长期运行中，因振动原因引起轴瓦上巴氏合金层磨损和脱落；
(2)完全成为碎渣或脱层：供由系统出现故障，就会出现烧损现象，这样上下瓦都会出现烧损和碎渣的现象，特别是下瓦甚至有巴氏合金层卷起的脱层。此种严重的损坏不能进行焊补，需选用重新浇铸。
在锡基轴承合金轴瓦修复中多采用浇铸和补焊的方法，及在浇铸后出现气孔和偏析也都采用补焊来修复，常规焊接修复方法有氧乙炔钎焊和烙铁焊。但氧乙炔钎焊和烙铁焊容易产生咬边、未焊透及产生气孔。特别是氧乙炔钎焊操作工艺复杂，容易损坏母体，且可能导致锡基轴承合金中锡的挥发，进而导致轴瓦更易磨损；而采用烙铁焊不仅修复的合格率低，且修复仅限于表面，不能对母材的疏松起到修复作用。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种锡基轴承合金轴瓦的焊接修复方法，提高锡基轴承合金轴瓦的重复使用率，减少重新铸造的资金和时间，合格率高。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种锡基轴承合金轴瓦的焊接修复方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：焊丝的制备：选用与锡基轴承合金轴瓦匹配的巴氏合金材料进行熔炼自制焊丝；
S2：对锡基轴承合金轴瓦表面进行处理，对于长期处于润滑油之中的轴瓦，由于油分子已深入机体，在焊接修复时，这些渗油会阻碍金属间的熔合，故应认真清理；
S3：选用TIG的直流焊接，氩气惰性气体保护，采用平位焊接，左向焊法填丝焊接修复，最后一层焊道表面比轴瓦原始表面高，然后采用保护嘴补焊，通过机加工后得到修复后的轴瓦，可保证轴瓦表面光滑。
本发明选用了自制的焊丝通过TIG焊法修复锡基轴承合金轴瓦，不仅操作简单且修复结果理想。
进一步地，所述锡基轴承合金轴瓦的材料为型号为ZSnSb11Cu6和ZSnSb8Cu4的锡基轴承合金。
进一步地，所述步骤S1焊丝的制备方法是：
S11：用坩埚熔化巴氏合金材料，并将悬浮于表面的浮物清除；
S12：将∠30×30×2的不锈钢角钢倾斜，使不锈钢角钢槽与水平面夹角为20～40°，然后用小铁勺将熔化后的巴氏合金液体倒在不锈钢角钢槽内；
S13：转动不锈钢角钢，收集从不锈钢角钢脱落的焊丝。
进一步地，所述步骤S2的处理方法是：检查损坏的锡基轴承合金轴瓦，确定焊接修复部位，并将锡基轴承合金轴瓦进行超声波清洗或使用金属清洗剂清洗其表面氧化膜和油污，然后干燥。
进一步地，所述步骤S3中的氩气流量为8～10L/min，电极直径3.2mm。
优选地，所述步骤S3中采用平位焊接，左向焊法时，先在焊接区域起弧，起弧时电极对准焊接区域，这是由于锡基轴承合金的熔点较低，以免非焊接部位的巴氏合金产生融化，然后将表面的氧化物刷除，再进行填丝焊接修复。
进一步地，所述步骤S3最后一层焊道表面比轴瓦原始表面高3～5mm。
进一步地，所述步骤S3补焊时，保护嘴延时5-10s再脱离焊接部位。在每次焊接收弧时，都不要立即将喷嘴脱离焊接部位，使延时的气体有效地保护区域，以免引起气孔。
进一步地，所述步骤S3中保护嘴选用标准小号保护嘴。由于轴承合金的熔点低，使用的喷嘴大小将会影响弧光的熔化母材的尺寸和氩气的集中气流保护的面积。
本发明的锡基轴承合金轴瓦的焊接修复方法，具有以下有益效果：
(1)本发明的锡基轴承合金轴瓦的焊接修复方法，采用TIG焊，轴瓦修复的合格率高，可达100％合格率，不产生咬边和气孔；不会对锡基轴承合金中的锡元素造成挥发影响，焊得更透；不会损坏母体，母体和焊补的地方结合熔合在一起的咬合力好；
(2)本发明的锡基轴承合金轴瓦的焊接修复方法，由于得到高质量的修复轴瓦，而轴瓦的修复质量关系到船舶的主机、发电机和尾轴的正常运作，不仅可以提高锡基轴承合金轴瓦的重复使用率，减少重新铸造的资金和时间，且节约成本和提高生产效率；
(3)采用本发明的锡基轴承合金轴瓦的焊接修复方法，操作简单，不用重新浇铸(重新浇铸会出现离底、气孔、夹渣等缺陷)，而现有的修复方法均需要浇铸，如果需浇铸和其他焊补至少要三个人以上，本发明通常一个人施工即可，可以节省人力。
具体实施方式
实施例1
本实施例的锡基轴承合金轴瓦的焊接修复方法，包括以下步骤：
S1：焊丝的制备：待修复的轴瓦材料为型号ZSnSb11Cu6的锡基轴承合金，选用ZSnSb11Cu6巴氏合金材料熔炼自制焊丝，自制焊丝的方法是：
S11：用坩埚熔化ZSnSb11Cu6巴氏合金材料，并将悬浮于表面的浮物清除；
S12：将∠30×30×2的不锈钢角钢倾斜，使不锈钢角钢槽与水平面夹角为20°，然后用小铁勺将熔化后的巴氏合金液体倒在不锈钢角钢槽内；
S13：转动不锈钢角钢，收集从不锈钢角钢脱落的焊丝；
S2：对锡基轴承合金轴瓦表面进行处理：检查损坏的锡基轴承合金轴瓦，确定焊接修复部位，并将锡基轴承合金轴瓦进行超声波清洗，然后干燥；
S3：选用TIG的直流焊接，氩气惰性气体保护，氩气流量为8～10L/min，电极直径3.2mm，采用平位焊接，左向焊法填丝焊接修复，先在焊接区域起弧，起弧时电极对准焊接区域，然后用钢丝刷将表面的氧化物刷除，再进行填丝焊接修复，最后一层焊道表面比轴瓦原始表面高3mm，然后采用标准小号保护嘴补焊，收弧时用保护嘴延时5-10s再脱离焊接部位，通过机加工后得到修复后的轴瓦。
本实施例经焊接修复后的锡基轴承合金轴瓦表面光滑，合格率高，不产生咬边和气孔，同时也没有造成锡的挥发，且焊得透，母体和焊补的地方结合熔合在一起的咬合力好，修复效果理想。
实施例2
本实施例的锡基轴承合金轴瓦的焊接修复方法，包括以下步骤：
S1：焊丝的制备：待修复的轴瓦材料为型号ZSnSb8Cu4的锡基轴承合金，选用ZSnSb8Cu4巴氏合金材料进行熔炼自制焊丝，自制焊丝的方法是：
S11：用坩埚熔化ZSnSb8Cu4巴氏合金材料，并将悬浮于表面的浮物清除；
S12：将∠30×30×2的不锈钢角钢倾斜，使不锈钢角钢槽与水平面夹角为40°，然后用小铁勺将熔化后的巴氏合金液体倒在不锈钢角钢槽内；
S13：转动不锈钢角钢，收集从不锈钢角钢脱落的焊丝；
S2：对锡基轴承合金轴瓦表面进行处理：检查损坏的锡基轴承合金轴瓦，确定焊接修复部位，使用金属清洗剂清洗锡基轴承合金轴瓦表面氧化膜和油污，然后干燥；
S3：选用TIG的直流焊接，氩气惰性气体保护，氩气流量为8～10L/min，电极直径3.2mm，采用平位焊接，左向焊法填丝焊接修复，先在焊接区域起弧，起弧时电极对准焊接区域，然后用钢丝刷将表面的氧化物刷除，再进行填丝焊接修复，最后一层焊道表面比轴瓦原始表面高5mm，然后采用标准小号保护嘴补焊，收弧时保护嘴延时5-10s再脱离焊接部位，通过机加工后得到修复后的轴瓦。
本实施例经焊接修复后的锡基轴承合金轴瓦表面光滑，合格率高，不产生咬边和气孔，同时也没有造成锡的挥发，且焊得透，母体和焊补的地方结合熔合在一起的咬合力好，修复效果理想。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种锡基轴承合金轴瓦的焊接修复方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：焊丝的制备：选用与锡基轴承合金轴瓦匹配的巴氏合金材料进行熔炼自制焊丝；
S2：对锡基轴承合金轴瓦表面进行处理；
S3：选用TIG的直流焊接，氩气惰性气体保护，采用平位焊接，左向焊法填丝焊接修复，最后一层焊道表面比轴瓦原始表面高，然后采用保护嘴补焊，通过机加工后得到修复后的轴瓦。
2.根据权利要求1所述的锡基轴承合金轴瓦的焊接修复方法，其特征在于：所述锡基轴承合金轴瓦的材料为型号为ZSnSb11Cu6和ZSnSb8Cu4的锡基轴承合金。
3.根据权利要求1所述的锡基轴承合金轴瓦的焊接修复方法，其特征在于：所述步骤S1焊丝的制备方法是：
S11：用坩埚熔化巴氏合金材料，并将悬浮于表面的浮物清除；
S12：将∠30×30×2的不锈钢角钢倾斜，使不锈钢角钢槽与水平面夹角为20～40°，然后用小铁勺将熔化后的巴氏合金液体倒在不锈钢角钢槽内；
S13：转动不锈钢角钢，收集从不锈钢角钢脱落的焊丝。
4.根据权利要求1所述的锡基轴承合金轴瓦的焊接修复方法，其特征在于：所述步骤S2的处理方法是：检查损坏的锡基轴承合金轴瓦，确定焊接修复部位，并将锡基轴承合金轴瓦进行超声波清洗或使用金属清洗剂清洗其表面氧化膜和油污，然后干燥。
5.根据权利要求1所述的锡基轴承合金轴瓦的焊接修复方法，其特征在于：所述步骤S3中的氩气流量为8～10L/min，电极直径3.2mm。
6.根据权利要求1所述的锡基轴承合金轴瓦的焊接修复方法，其特征在于：所述步骤S3中采用平位焊接，左向焊法时，先在焊接区域起弧，起弧时电极对准焊接区域，然后将表面的氧化物刷除，再进行填丝焊接修复。
7.根据权利要求1所述的锡基轴承合金轴瓦的焊接修复方法，其特征在于：所述步骤S3最后一层焊道表面比轴瓦原始表面高3～5mm。
8.根据权利要求1所述的锡基轴承合金轴瓦的焊接修复方法，其特征在于：所述步骤S3补焊时，保护嘴延时5-10s再脱离焊接部位。
9.根据权利要求1所述的锡基轴承合金轴瓦的焊接修复方法，其特征在于：所述步骤S3中保护嘴选用标准小号保护嘴。
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