CN108907374A - 一种通孔螺纹修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种通孔螺纹修复方法，该方法包括以下步骤：通孔螺纹扩孔、扩孔后清理、通孔填丝补焊、补焊探伤、补焊区清理、钻孔并攻螺纹、螺纹检查和拉力测试。本发明提供的通孔螺纹的修复方法解决通孔螺纹修复困难的问题，方法简单、高效，还可进一步提高螺纹的强度，大大降低了因螺纹损坏而报废结构件的成本。

Description

一种通孔螺纹修复方法

技术领域

本发明属于螺纹孔修复技术领域，具体涉及一种通孔螺纹修复方法。

背景技术

随着电力行业的飞速发展，电力设备的大型化、轻量化也是不断追求的目标，而作为比强度较大铝合金，成为产品轻量化的首选材料，因此铝合金框架设计备大量应用电力设备中。然而框架与其他组件连接主要采用螺栓紧固形式，不可避免的会在铝合金框架上攻螺纹，因铝合金的材质的耐磨性及强度的绝对值远低于钢材，装配时易与钢螺栓发生咬牙，铝螺纹损坏严重。目前对于盲孔螺纹可以铆钢丝螺套解决，但对通孔铆钢丝螺套技术难度较大，且通孔深度与标准钢丝螺套长度很难完全匹配，故探索一种通孔螺纹修复工艺具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种通孔螺纹修复方法，以解决螺纹孔不易修复的问题。

本发明的一种通孔螺纹修复方法是这样实现的：

一种通孔螺纹修复方法，该方法包括以下步骤：

(一)通孔螺纹扩孔：根据螺纹孔的大小选择钻头，利用钻孔设备对已损坏的通孔螺纹进行扩孔，形成内壁光滑的通孔；

(二)扩孔后清理：利用砂纸将通孔内壁及其周围打磨干净，并采用棉签蘸取无水乙醇经打磨区域擦拭干净；

(三)通孔填丝补焊：在通孔的底面采用锡薄胶片将陶瓷衬垫粘贴上，将焊枪中伸出的焊丝从通孔底部缓慢上移逐层堆焊，直至整个通孔填满；

(四)补焊探伤：采用超声波探伤仪对补焊后的通孔部位进行探伤工作；

(五)补焊区清理：清理过程包括粗磨、精磨和清洗三步，其中，

a.粗磨是采用角磨机将补焊区域打磨平整；

b.精磨是利用砂纸将打磨平整后的区域打磨光滑；

c.清洗是采用棉签蘸取无水酒精擦拭打磨区域；

(六)钻孔并攻螺纹：先在螺纹孔位置做精准标记，采用钻孔设备配合钻头在标记位置钻出通孔，随后采用丝锥重新攻螺纹；

(七)螺纹检查：采用标准螺纹塞规对螺纹进行检查合格；

(八)拉力测试：对修补后的通孔螺纹进行最大拉力测试。

进一步的，所述步骤(一)中，扩孔用钻头的直径为d1＝螺纹公称直径D+1mm；扩孔后得到的通孔的直径d2＝螺纹公称直径D+2～3mm。

进一步的，所述步骤(二)中，通孔周围的打磨范围为4～6cm。

进一步的，所述步骤(二)和步骤(五)中，在利用无水乙醇擦拭过后需要静置一段时间，等待其完全挥发。

进一步的，所述步骤(三)中，补焊采用熔化极气体保护焊方法，而在焊接的过程中需要根据螺纹材质选择焊丝、保护气体及工艺参数，其中，

所述工艺参数包括焊接电流、焊接电压、脉冲频率、峰值电流和送丝速度。

进一步的，所述步骤(三)中，所述陶瓷衬垫中间设置有圆弧槽。

进一步的，所述步骤(三)中，在焊丝填满整个通孔后，需要在通孔的表面盖面一层。

进一步的，所述步骤(六)中，采用钢针做标记，钻孔设备为钻床。

进一步的，所述步骤(六)中，钻孔所用钻头的直径d3＝螺纹公称直径D-螺距P+0.1～0.2mm。

采用了上述技术方案后，本发明具有的有益效果为：本发明提供的通孔螺纹的修复方法解决通孔螺纹修复困难的问题，方法简单、高效，还可进一步提高螺纹的强度，大大降低了因螺纹损坏而报废结构件的成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明优选实施例的通孔螺纹修复方法的流程图；

图2是本发明优选实施例的通孔螺纹修复方法的补焊的示意图；

图中：通孔1，锡薄胶片2，圆弧槽3，陶瓷衬垫4，焊枪5，焊丝6。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

如图1所示，本实施例选择对M8型号的铝合金通孔螺纹进行修复，其具体修复过程如下：

(一)通孔螺纹扩孔：根据M8螺纹孔的大小采用的钻头，利用钻孔设备对已损坏的通孔螺纹进行扩孔，形成内壁光滑的通孔1；

钻头在选择的过程中，钻头过小无法实现扩孔的目的，过大则钻出的孔径较大，后面补焊量较大，进而热输入如果过大，会对螺纹的强度造成影响。因此，在选用钻头时，扩孔用钻头的直径为d1＝螺纹公称直径D+1mm；扩孔后得到的通孔1的直径d2＝螺纹公称直径D+2～3mm。

而扩孔后形成内壁光滑的通孔1相较于扩孔前螺纹的清理工作更加轻松、高效。

(二)扩孔后清理：利用砂纸将通孔1内壁及其周围5cm范围内的区域打磨干净，并采用棉签蘸取无水乙醇经打磨区域擦拭干净；

在擦拭干净后需要静置一段时间，等待其完全挥发，其中利用无水乙醇擦拭是为了将该区域的油渍等清理干净，避免在补焊过程中产生气孔等缺陷。

(三)通孔填丝补焊：如图2所示，先在通孔1的一端采用0.2mm厚的锡薄胶片2，将带有圆弧槽3的规格为20×20×6mm的陶瓷垫片4固定上，选用P-MIG焊接方法，即脉冲熔化极惰性气体保护焊的方法，氩气作为保护气体，调整工艺参数，进行通孔的补焊。将焊枪5中伸出的焊丝6从通孔1的底部缓慢上移逐层堆焊，直至通孔1完全填满，最后在通孔1表面盖面一层。

其中，在本实施例中，工艺参数具体范围为：焊接电流为65～90A、焊接电压为20～30V、脉冲宽度为2～3ms、脉冲频率为160～204Hz、峰值电流为200～300A和送丝速度为4～6m/min，极大地降低热输入，以保证通孔1补焊的质量。

本实施例中选用的锡薄胶片2耐高温，避免补焊过程中因高温而损坏、脱落，而陶瓷衬垫4耐高温，且与液态金属润湿、黏连，陶瓷衬垫4上的圆弧槽3有利于通孔1底部焊缝成型以及脱模。

另外，本实施例中M8通孔螺纹为铝合金材质，因此采用铝制焊丝，例如5356、4043、3003等，而针对钢板螺纹孔一般采用钢质焊丝，如ER49-1，304L，316L等。

而保护气体的选用，本实施例选用的为纯氩气，而铝合金材质的螺纹孔补焊时也可以选用氩气和氦气的结合气体，另外还有一些保护气体虽然不适用于铝合金材质，但是也适用于钢质等材质，例如，氩气和氧气的结合，氧气占2％，或氩气和二氧化碳的结合，二氧化碳占20％，等。

(四)补焊探伤：采用超声波探伤仪对补焊后的通孔1部位进行探伤工作；

补焊后进行探伤的工作可以确保补焊过程中没有空洞、裂纹等缺陷。而当出现此类缺陷时，则需要再次进行钻孔、扩孔以及补焊工作。

(五)补焊区清理：清理过程包括粗磨、精磨和清洗三步，其中，

粗磨是采用角磨机将补焊区域打磨平整；使用粗的角磨机打磨可以高效的取出多余的材料，方便快捷；

精磨是利用砂纸将打磨平整后的区域打磨光滑；

清洗是采用棉签蘸取无水酒精擦拭打磨区域；

(六)钻孔并攻螺纹：先在螺纹孔位置利用钢针做精准标记，采用钻床配合的钻头在标记位置钻出通孔1，随后采用M8的标准丝锥重新攻螺纹；

本实施例中采用钻床作为钻孔设备，精度高，但根据产品的结构尺寸，也可以选用其他设备。另外在选用钻孔用的钻头时，需要根据螺纹的型号来进行选择，因此，所用钻头的直径d3＝螺纹公称直径D-螺距P+0.1～0.2mm。

(七)螺纹检查：采用标准螺纹塞规对螺纹进行检查合格；

(八)拉力测试：对修补后的通孔螺纹进行最大拉力测试。

实施例2：

本实施例选择对M12型号的铝合金通孔螺纹进行修复，其具体修复过程步骤与实施例1中M8型号的大致相同，不同之处在于：在步骤(一)种，对M12的通孔螺纹进行扩孔的时候，选用的是的钻头，而在步骤(六)中进行钻孔时，选择的是的钻头，并且攻螺纹选择的为M12的标准丝锥。

按照实施例1和实施例2的方法，分别对两个M8铝合金通孔螺纹和两个M12铝合金通孔螺纹进行修复，修复完成后进行最大拉力测试，测试结果如下表1所示：

表1：修补前后强度对照表

从上表1中可以看出，M8修复螺纹平均承载最大拉力为13.06，超出原始螺纹承载能力10.55的23.8％，而M12修复螺纹平均承载最大拉力为24.49，超出原始螺纹承载力16.43的32.9％，焊接快速冷却形成的细小等轴晶组织强度高于冷拔型材组织，故本发明所公开的修复过程不仅能解决螺纹修复问题，也能有效改善修复后螺纹的强度。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

Claims (9)

1.一种通孔螺纹修复方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

（一）通孔螺纹扩孔：根据螺纹孔的大小选择钻头，利用钻孔设备对已损坏的通孔螺纹进行扩孔，形成内壁光滑的通孔（1）；

（二）扩孔后清理：利用砂纸将通孔（1）内壁及其周围打磨干净，并采用棉签蘸取无水乙醇经打磨区域擦拭干净；

（三）通孔填丝补焊：在通孔（1）的底面采用锡薄胶片（2）将陶瓷衬垫（4）粘贴上，将焊枪（5）中伸出的焊丝（6）从通孔（1）底部缓慢上移逐层堆焊，直至整个通孔（1）填满；

（四）补焊探伤：采用超声波探伤仪对补焊后的通孔（1）部位进行探伤工作；

（五）补焊区清理：清理过程包括粗磨、精磨和清洗三步，其中，

a.粗磨是采用角磨机将补焊区域打磨平整；

b.精磨是利用砂纸将打磨平整后的区域打磨光滑；

c.清洗是采用棉签蘸取无水酒精擦拭打磨区域；

（六）钻孔并攻螺纹：先在螺纹孔位置做精准标记，采用钻孔设备配合钻头在标记位置钻出通孔（1），随后采用丝锥重新攻螺纹；

（七）螺纹检查：采用标准螺纹塞规对螺纹进行检查合格；

（八）拉力测试：对修补后的通孔螺纹进行最大拉力测试。

2.根据权利要求1所述的通孔螺纹修复方法，其特征在于：所述步骤（一）中，扩孔用钻头的直径为d1=螺纹公称直径D+1mm；扩孔后得到的通孔（1）的直径d2=螺纹公称直径D+2～3mm。

3.根据权利要求1所述的通孔螺纹修复方法，其特征在于：所述步骤（二）中，通孔（1）周围的打磨范围为4～6cm。

4.根据权利要求1所述的通孔螺纹修复方法，其特征在于：步骤（二）和步骤（五）中，在利用无水乙醇擦拭过后需要静置一段时间，等待其完全挥发。

5.根据权利要求1所述的通孔螺纹修复方法，其特征在于：步骤（三）中，补焊采用熔化极气体保护焊方法，而在焊接的过程中需要根据螺纹材质选择焊丝、保护气体及工艺参数，其中，

所述工艺参数包括焊接电流、焊接电压、脉冲频率、峰值电流和送丝速度。

6.根据权利要求1或5所述的通孔螺纹修复方法，其特征在于：所述步骤（三）中，所述陶瓷衬垫（4）中间设置有圆弧槽（3）。

7.根据权利要求1或5所述的通孔螺纹修复方法，其特征在于：步骤（三）中，在焊丝填满整个通孔（1）后，需要在通孔（1）的表面盖面一层。

8.根据权利要求1所述的通孔螺纹修复方法，其特征在于：所述步骤（六）中，采用钢针做标记，钻孔设备为钻床。

9.根据权利要求1所述的通孔螺纹修复方法，其特征在于：所述步骤（六）中，钻孔所用钻头的直径d3=螺纹公称直径D-螺距P+0.1～0.2mm。