CN108500555B - 用于链条的焊接修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于链条的焊接修复方法，涉及重型推土机链条修复技术领域，解决了当链条磨损严重时，需要更换费用较高的链节或者链套，链条的维修成本高的技术问题。链条的修复方法包括：首先，对链条进行分拣，挑选出所述链条上链套的磨损情况或/和所述链条上链节的磨损情况影响所述链条使用的所述链条；然后，对所述链条的链节或/和所述链条的链套进行堆焊修复处理。本发明不需要更换链节和链套，仅对链条上磨损严重的链节和链套进行焊接修复，使其恢复原始状态，具备使用性能，满足使用需求。本发明的中焊接修复的费用低，有效降低了链条的维修成本。

Description

用于链条的焊接修复方法

技术领域

本发明涉及重型推土机链条修复技术领域，尤其是涉及一种用于链条的焊接修复方法。

背景技术

推土机是一种能够进行挖掘、运输和排弃岩土的土方工程机械，具有广泛的用途。推土机大致分为履带式推土机和轮胎式推土机，履带式推土机的牵引力大，动力强。工作过程中，与履带板配合使用的链条易于磨损，而现有技术中对已有的链条修复方法是链条整体解体后更换磨损零部件。即首先对已有链条整体进行拆卸，将磨损严重的链套进行更换，对磨损轻微的链套进行翻转。然后对磨损严重的链节进行更换，磨损轻微的链节不进行其他处理。最后，对所有其余损坏配件进行更换。这样的链条修复方法可以一定程度上得降低推土机链条的采购成本。但是，因为更换链套、链节的成本非常高，所以一旦出现磨损过重，链条就被判定无修复价值，为解决该技术修复的局限性问题，结合现有的合金焊接修复再制造技术提出本发明。

本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：

当链条磨损严重时，需要更换费用较高的链节或者链套，链条的维修成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于链条的焊接修复方法，以解决现有技术中存在的当链条磨损严重时，需要更换费用较高的链节或者链套，链条的维修成本高的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果(维修简便、修复后的链条寿命更长)详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种用于链条的焊接修复方法，具体包括以下步骤：

ST1、对链条进行分拣，挑选出所述链条上链套的磨损情况或/和所述链条上链节的磨损情况影响所述链条使用的所述链条；

ST2、对所述链条的链节或/和所述链条的链套进行堆焊修复处理。

优选的，对所述链节进行修复处理具体包括下述步骤：

S1、去除待修复链节上的的疲劳组织；

S2、对所述待修复链节进行堆焊处理；

S3、对堆焊后的链节进行去应力处理，并对堆焊区域进行打磨。

优选的，所述S2具体还包括以下内容：

S21、对所述链节进行预热，预热温度按照设定的温度进行控制；

S22、采用高强合金焊材对所述待修复链节进行堆焊处理，并在焊接过程中对所述待修复链节进行锻打处理。

优选的，在所述S21和所述S22之间，需要进行如下步骤：

S021、采用抗裂合金焊材对所述待修复链节进行堆焊处理；

在完成所述S2之后，需要进行如下步骤：

S022、使用耐磨合金焊材对所述待修复链节进行堆焊处理。

优选的，对所述链套进行修复处理具体包括下述步骤：

T1、磨削待修复链套的磨损区域；

T2、对所述待修复链套进行堆焊处理；

T3、对堆焊后的链套进行去应力处理，并对堆焊区域进行打磨。

优选的，所述T1还具体包括以下内容：

T11、对所述待修复链套的磨损区域进行涂色，并标记出链套磨损区域边界；

T12、以所述链套磨损区域边界为基准向所述链套未磨损部位进行标注，标注后区域为焊接缓冲区，所述焊接缓冲区包围或部分包围所述链套磨损区域；

T13、对所述链套磨损区域进行打磨；

T14、对所述焊接缓冲区进行磨削。

优选的，所述T12中，所述链套磨损区域的边界与所述焊接缓冲区的边界之间的距离范围为5～10mm；

所述T14中，对所述焊接缓冲区的磨削深度范围为0.5～1mm。

优选的，所述T2具体包括如下步骤：

T21、对所述待修复链套进行预热处理；

T22、采用耐磨合金焊材对所述链套磨损区域进行堆焊处理，且堆焊的焊道限定在所述焊接缓冲区内，焊接完成后对所述待修复链套进行锻打处理。

优选的，所述T21具体包括以下步骤：

T211、对所述待修复链套进行第一次预热处理并至到指定温度；

T212、放置所述待修复链套一段时间，使得所述待修复链套内侧的润滑油充分吸热；

T213、检测所述待修复链套的温度，并对所述待修复链套进行二次预热到指定温度。

优选的，在整个所述链条上对所述待修复链节以及所述待修复链套进行打磨堆焊处理，打磨堆焊处理完成后，将焊接修复完成的链条的链节和链套拆开，更换损坏的油封、锁紧环、调整链套的安装位置，更换调整完成后对链条进行装配；或者，先将所述链条拆分，然后对所述待修复链节以及所述待修复链套进行打磨堆焊处理，打磨堆焊处理完成后，更换损坏的油封、锁紧环、调整链套的安装位置，更换调整完成后对链条进行装配；

所述去应力处理为回火保温处理，且去应力处理后放置一段时间进行质量检测。

本发明不需要更换链节和链套，仅对磨损严重的链节和链套进行焊接修复，能够使焊接修复后的链条满足使用的需求。同时，焊接修复的费用低，有效地降低了链条的维修成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明待修复的链节和链套的位置关系示意图；

图2是本发明链节的材料的分层结构示意图；

图3是本发明链套侧面的剖视图；

图4是本发明链套的俯视图。

图中1、链节；11、链节基体；12、链节耐磨层；2、链套；21、焊接区域；22、焊接缓冲区；211、链套磨损区域边界；212、180°边界线。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

本发明提供了一种用于链条的焊接修复方法，包括以下步骤：首先，对链条进行分拣，挑选出链条上链套的磨损情况或/和链条上链节的磨损情况影响链条使用的链条；然后，对链条的链节或/和链条的链套进行堆焊修复处理。本发明不需要更换链节或者链套，利用焊接的方法对链条磨损严重的区域进行修复，使磨损区域恢复初始状态。经修复后的链条能够达到使用的标准，满足使用的需求，显著降低维修成本。

具体的，链条修复的步骤如下：

ST1、对链条进行分拣，挑选出链条上链套2的磨损情况或/和链条上链节1的磨损情况影响链条使用的链条；

ST2、对链条的链节1或/和链条的链套2进行堆焊修复处理。

本发明的实施方式主要是针对磨损严重的链条进行焊接修复，使其重新具备使用的性能，满足使用的需求。本发明焊接过程中使用的焊材为焊丝，焊接前不需要对焊材进行预热，为了确保焊接时焊材能够正常使用，要求焊材保存的环境务必干燥。在ST1进行分拣过程中，对于链节1和链套2的磨损程度具有不同的判定标准，具体如下：

链节1磨损程度的判定标准：沿链节1的厚度方向(链节1的总体厚度为180mm)，当链节1的磨损量处于10～20mm(不包括20mm)范围内时，为正常现象，不需要进行修复；当链节1的磨损量处于20～25mm(不包括25mm)范围内时，为磨损严重影响使用的链节1；当链节1的磨损量超过25mm范围时，为磨损特别严重影响使用的链节1。该磨损严重和磨损特别严重的链节1所在的链条属于待修复链条。

链套2磨损程度的判定标准：当其磨损量沿周向方向超过180°范围，即链套2磨损范围超过180°边界线212时，属于严重磨损影响使用的链套2，该严重磨损的链套2所在的链条属于待修复链条。

优选的，对所述链节进行修复处理具体包括下述步骤：

S1、去除待修复链节1上的的疲劳组织，直至探伤无缺陷为止，测定链节1耐磨层剩余高度；

S2、对待修复链节1进行堆焊处理；

S3、对堆焊后的链节1进行去应力处理，并对堆焊区域进行打磨，使其恢复原始状态；打磨时，通常利用研块和磨具对链节1焊接完成的部分进行形状修研。

对于S1，通常使用PT探伤的方法，测定待焊接的部分是否具有缺陷；对于链节耐磨层12剩余高度的测定方法主要是通过测定新品链节1的链节基体11上各深度处材料的硬度来判断链节耐磨层12的厚度，进而确定链节耐磨层12的剩余高度，以及要焊接修复的深度。同时，在进行S1时，需要将链条平铺。便于操作人员去除磨损区域经碾压产生的疲劳组织，也便于后续的焊接修复。

对于S3，焊后进行去应力处理，即回火保温处理的目的：第一点，为了减少马氏体组织。马氏体组织过多会使焊后组织的材料硬化，脆性化，丧失焊接组织应有的力学性能，所以焊后要尽量避免产生过多的马氏体组织。影响马氏体组织生成的主要因素就是冷却速度，过快的冷却速度能够增加马氏体组织的生成，所以焊后需要进行回火保温处理，降低焊接组织的冷却速度，减少马氏体的数量。

第二点，由于焊接时的局部熔化和凝固冷却，形成较大的应力状态，峰值应力可能达到材料的屈服点，这种应力会降低焊接组织的实际承载能力，或形成构件变形，为了消除冷热不均匀的应力状态，达到松弛焊接应力，稳定结构尺寸形状，需要采用去应力退火，使材料性能回复。

第三点，焊后回火保温能够有效地避免产生焊接裂纹。

所有的合金刚材在焊接时因为焊材的不同，工况的不同，目的的不同，预热、回火的温度均不是定值。在实际的生产操作过程中，为了减少马氏体组织，即减少焊道温度过快得低于MS点(该值约为220℃，不过不是定值，该值会根据合金元素的多少而发生变化，故而不具有准确的数据。因此我们一般取不低于250℃的温度)，我们设定的回火温度约为400℃，使焊后的链节1或者链套2在400℃的环境中保持一定的时间，随后利用保温棉包裹待其缓冷。

S3中，焊接完成后的链节1表面是高低不平的焊道，为了确保表面光滑，满足使用要求，需要对焊道进行打磨修形。研块的作用是在修形过程中作为一个修研的标准，例如圆柱形的链套2打磨时不可能每个位置都像机械加工的一样均匀，需要用研块涂抹颜料找出高点，找出高点后再利用打磨工具去除高点，如此反复直至修研完成。

优选的，S2具体还包括以下内容：

S21、对链节1进行预热，预热温度按照设定的温度进行控制；

S22、采用高强合金焊材对待修复链节1进行堆焊处理，并在焊接过程中对待修复链节1进行高频锻打处理。

对于S21焊接前，对链节1预热部分。预热的原则是减缓焊后组织的冷却速度，减少低于MS点时产生过多的马氏体，预热时要严格控制预热温度，避免预热温度过高产生过烧现象。同时，预热也是为了减少焊接应力，降低裂纹风险。预热温度需要根据链节1的碳当量、厚度、工况、焊材的直径、焊接时的热输入量通过实验确定的，所以不同链节1需要的预热温度是不相同的，并没有一个确定的数值。不过，根据实际加工的情况来看，链节1的预热温度通常为100～120℃。本发明中使用氧气乙炔烤枪对链节1进行预热，利用烤枪预热能够对链节1指定的部位进行预热，不对除该链节1以外的链节1或者链套2产生热影响，满足使用的需求，最大程度的降低热变形。

焊前预热的有益效果如下：

(1)预热能减缓焊后的冷却速度，有利于焊缝金属中扩散氢的逸出，避免产生氢致裂纹。同时也减少焊缝及热影响区的淬硬程度，提高了焊接接头的抗裂性。

(2)预热可降低焊接应力。均匀地局部预热或整体预热，可以减少焊接区域与被焊工件之间的温度差(也称为温度梯度)。这样，一方面降低了焊接应力，另一方面，降低了焊接应变速率，有利于避免产生焊接裂纹。

(3)预热可以降低焊接结构的拘束度，对降低角接接头的拘束度尤为明显，随着预热温度的提高，裂纹发生率下降。

进行S22的同时进行高频锻打，如锤击，能够提升已焊接部分的组织密度，改善焊道应力状态，减小对焊道边界的影响。

优选的，在S21和S22之间，需要进行如下步骤：

S021、采用高强抗裂合金焊材对待修复链节1进行堆焊处理，焊接时减少母材元素对焊材的稀释。

抗裂合金焊材的使用是为了避免出现母材基体无法直接焊接高强合金焊材或者耐磨合金焊材的情况。通过堆焊一层其他焊材，如抗裂合金焊材，达到对母材以及高强合金焊材或者耐磨合金焊材进行衔接的目的。其中抗裂合金焊材可以与母材、高强合金焊材以及耐磨合金焊材均融合良好。

同时，在焊接过程中，稀释率高时，母材元素混入堆焊层中的量多，改变了堆焊合金的化学成分，将直接影响堆焊层的固有性能，堆焊合金的力学性能就得不到保证。因此，堆焊时，常希望获得较低的稀释率，以充分发挥堆焊合金性能，达到预期目的。所以在焊接过程中要注意减少母材元素对焊材的稀释，可选的减小稀释率的方法有较小的电压、电流、较低的摆动幅度，选取焊丝进行焊接。

在完成S2之后，需要进行如下步骤：

S022、使用耐磨合金焊材对待修复链节1进行堆焊处理，使链节1的表面具有极强的耐磨性能，增加使用寿命。焊接完成后要对焊接部位进行高频锻打处理，用于去除焊接组织内部的残余应力。

优选的，对所述链套2进行修复处理具体包括以下步骤：

T1、磨削待修复链套2的磨损区域，至探伤无缺陷为止；

T2、对待修复链套2进行堆焊处理；

T3、对堆焊后的链套2进行去应力处理，并对堆焊区域进行打磨，使其恢复原始状态。打磨时，通常利用研块和磨具对链节1焊接完成的部分进行形状修研。

优选的，T1还具体包括以下内容：

T11、对待修复链套2的磨损区域进行涂色，并标记出链套2磨损区域边界；

T12、以链套2磨损区域边界为基准向链套2未磨损部位进行标注，标注后区域为焊接缓冲区22，焊接缓冲区22包围或部分包围链套2磨损区域；

T13、对链套2磨损区域进行打磨；

T14、对焊接缓冲区进行磨削。

T1中，使用的磨削器械可以使小型角磨机或者小型气动旋转锉，使用的探伤方法为PT探伤。

T2中，需要注意，堆焊时所有的焊接起弧与收弧位置均不可在焊道边界，即焊道的沿长度方向的两端，主要是由于焊接时焊道的起弧点与收弧点电压电流不稳定，起始位置温度瞬间升高瞬间降低容易产生焊接缺陷，将其位置放置与焊道上会利用焊道的温度降低缺陷的风险，即起弧点被随后的焊材焊接时形成焊道覆盖，收弧点收尾于在前的焊道上。

焊接缓冲区22是为了防护焊道超出规定的焊接区域21，即链套磨损区域。因为焊接时操作人员会呼吸，呼吸过程中可能出现手拿不稳焊枪，致使焊道超出规定区域，即焊接到链套2未磨损的部位。为了提升焊接时的容错率，降低类似风险，特打磨出深度为0.5～1mm的焊接缓冲区22。原则上焊接时焊道不允许超过链套磨损区域边界211进入焊接缓冲区22，焊接缓冲区22不需要进行填补，不会影响其正常使用。

优选的，T12中，链套磨损区域的边界211与焊接缓冲区22的边界之间的距离范围为5～10mm；

T14中，对焊接缓冲区22的磨削深度范围为0.5～1mm。

优选的，T2具体包括如下步骤：

T21、对待修复链套2进行预热处理；

T22、采用耐磨合金焊材对链套磨损区域进行堆焊处理，且堆焊的焊道限定在焊接缓冲区内，在焊接过程中对待修复链节1进行高频锻打处理，如锤击。

优选的，T21具体包括以下步骤：

T211、对待修复链套2进行第一次预热处理并至到指定温度；

T212、放置待修复链套2一段时间，使得待修复链套2内侧的润滑油充分吸热；

T213、检测待修复链套2的温度，并对待修复链套2进行二次预热到指定温度。

对待加工的工件进行预热的有益效果已经在之前的部分进行了详细的说明，在此不做重复说明，根据实际生产的情况来看，链套2的预热温度通常处于120～150℃之间。不过，对于为何要对链套2进行两阶段的预热，还是有必要解释一下。主要是由于链套2中有润滑油，当对链套2进行第一次预热到指定温度后，测量链套2的表面温度到达指定的温度，但是其内部由于润滑油吸热，造成链套2的表面和内部产生温度差，这时，如果直接进行焊接，会产生较大的焊接缺陷，如较大的焊接应力。因此需要将链套2静置2分钟左右，链套2中的润滑油充分吸热，进而使润滑油的温度与链套2的温度相同。此时，链套2的整体温度会有所下降，需要对链套2再次进行预热至指定温度次，此时，链套2的整体温度处于设定的预热温度，才能够进行后续的焊接。

优选的，不拆解链条，在整个链条上对述待修复链节1以及待修复链套2进行打磨堆焊处理，打磨堆焊处理完成后，利用专用设备拆检，将焊接修复完成的链条的链节1和链套2拆开，更换损坏的油封、锁紧环、调整链套2的安装位置，更换调整完成后对链条进行装配；或者，先将链条拆分，然后对述待修复链节1以及待修复链套2进行打磨堆焊处理，打磨堆焊处理完成后，更换损坏的油封、锁紧环、调整链套2的安装位置，更换调整完成后对链条进行装配。

去应力处理为回火保温处理，且去应力处理后放置一段时间，优选15天后，进行质量检测。

上面提到的质量检查主要是检查焊接组织是否存在焊接缺陷，例如气孔、裂纹等。缺陷检查的方法为：表面检测使用着色探伤或磁粉探伤；内部检测使用超声波探伤。

在对链节1或者链套2进行焊接修复时，应本着减少热量输入的原则进行。因为热输入过大，将增加无谓的功率消耗。同时热输入大时，层接温度高，当层接温度过高时，焊道不容易成型，且焊接时温度过高会致使焊材中的合金元素烧损，从而导致焊接组织的力学性能显著下降。因此，焊接时应尽量减小热量输入。

对于链节1和链套2焊接修复时需要焊接的层数，需要根据链节1或者链套2磨损量的多少来决定，当链节1或者链套2的磨损量较大时，需要进行多层焊接才能使修复完成后的链节1或者链套2满足使用的需求。当链节1或者链套2磨损较轻时，不需要进行修复。

对于链节1和链套2焊接修复时的部分技术参数：

链套2的焊接焊丝直径为φ1.2mm，电压22V±2V，电流140A±10A。焊道宽度约4mm，焊道高度约2.5mm。

链节1的焊接需要三种焊材，高强抗裂合金焊材、高强合金焊材、耐磨合金焊材。其中，高强合金焊材和抗裂合金焊材的参数是一样的，具体包括：焊丝直径为φ1.2mm，焊接电压为22V±2V，焊接电流为140A±10A，焊道宽度约4mm，焊道高度约2.5mm。耐磨合金焊材的参数具体包括：焊丝直径为φ1.6mm，焊接电压为24V±2V，焊接电流为180A±10A，焊道宽度约6mm，焊道高度约3mm。

本发明可以对各种磨损状态下的链条进行修复，且修复后的链条与新品链条寿命更长新品链条寿命约4500小时，经修复后可达到5500小时，可以极大地降低链条的采购价格，为企业节省大量的成本。其中，伊敏盛达D10推土机履带修复经我公司修复后使用使用状态良好。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种用于链条的焊接修复方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

ST1、对链条进行分拣，挑选出所述链条上链套的磨损情况影响链条使用的所述链条，或/和，挑选出所述链条上链节的磨损量大于20mm的所述链条；

ST2、对所述链条的链节或/和所述链条的链套进行堆焊修复处理；

对所述链节进行修复处理具体包括下述步骤：

S1、去除待修复链节上的疲劳组织；

S2、对所述待修复链节进行堆焊处理；

S3、对堆焊后的链节进行去应力处理，并对堆焊区域进行打磨；

所述S2具体还包括以下内容：

S21、对所述链节进行预热，预热温度按照设定的温度进行控制；

S22、采用高强合金焊材对所述待修复链节进行堆焊处理，并在焊接过程中对所述待修复链节进行锻打处理；

在所述S21和所述S22之间，需要进行如下步骤：

S021、采用抗裂合金焊材对所述待修复链节进行堆焊处理；

在完成所述S2之后，需要进行如下步骤：

S022、使用耐磨合金焊材对所述待修复链节进行堆焊处理。

2.根据权利要求1所述的用于链条的焊接修复方法，其特征在于，对所述链套进行修复处理具体包括以下步骤：

T1、磨削待修复链套的磨损区域；

T2、对所述待修复链套进行堆焊处理；

T3、对堆焊后的链套进行去应力处理，并对堆焊区域进行打磨。

3.根据权利要求2所述的用于链条的焊接修复方法，其特征在于，所述T1还具体包括以下内容：

T11、对所述待修复链套的磨损区域进行涂色，并标记出链套磨损区域边界；

T12、以所述链套磨损区域边界为基准向所述链套未磨损部位进行标注，标注后区域为焊接缓冲区，所述焊接缓冲区包围或部分包围所述链套磨损区域；

T13、对所述链套磨损区域进行打磨；

T14、对所述焊接缓冲区进行磨削。

4.根据权利要求3所述的用于链条的焊接修复方法，其特征在于，所述T12中，所述链套磨损区域的边界与所述焊接缓冲区的边界之间的距离范围为5~10mm；

所述T14中，对所述焊接缓冲区的磨削深度范围为0.5~1mm。

5.根据权利要求3所述的用于链条的焊接修复方法，其特征在于，所述T2具体包括如下步骤：

T21、对所述待修复链套进行预热处理；

T22、采用耐磨合金焊材对所述链套磨损区域进行堆焊处理，且堆焊的焊道限定在所述焊接缓冲区内，焊接完成后对所述待修复链套进行锻打处理。

6.根据权利要求5所述的用于链条的焊接修复方法，其特征在于，所述T21具体包括以下步骤：

T211、对所述待修复链套进行第一次预热处理并至到指定温度；

T212、放置所述待修复链套一段时间，使得所述待修复链套内侧的润滑油充分吸热；

T213、检测所述待修复链套的温度，并对所述待修复链套进行二次预热到指定温度。

7.根据权利要求2所述的用于链条的焊接修复方法，其特征在于，在整个所述链条上对所述待修复链节以及所述待修复链套进行打磨堆焊处理，打磨堆焊处理完成后，将焊接修复完成的链条的链节和链套拆开，更换损坏的油封、锁紧环、调整链套的安装位置，更换调整完成后对链条进行装配；或者，先将所述链条拆分，然后对所述待修复链节以及所述待修复链套进行打磨堆焊处理，打磨堆焊处理完成后，更换损坏的油封、锁紧环、调整链套的安装位置，更换调整完成后对链条进行装配；

所述去应力处理为回火保温处理，且去应力处理后放置一段时间进行质量检测。