CN110116258A - 一种使用cmt应用于推力轴瓦巴氏合金的焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种使用CMT应用于推力轴瓦巴氏合金的焊接方法，(1)配置焊接设备；(2)推力轴瓦表面清洁；(3)在推力轴瓦上安装巴氏合金焊丝，进行焊接；(4)加工焊层金属表面，完成焊接操作。本发明提高了巴氏合金与推力轴瓦表面的结合强度，降低了偏析，延长了产品使用寿命，提高了轴瓦的加工精度。

Description

一种使用CMT应用于推力轴瓦巴氏合金的焊接方法
技术领域
本发明涉及堆焊领域，尤其涉及一种使用CMT应用于推力轴瓦巴氏合金的焊接方法。
背景技术
推力轴瓦是滑动轴承中的重要的零部件，一般为推力瓦块，它是顶住轴承轴头的零件，保证轴的旋转精度，并减少轴与轴头支撑零件的摩擦。目前在汽轮机，发电机，柴油机等大型高速重载设备中广泛使用。
推力轴瓦的滑动面多采用顺应性，抗咬合性，耐腐性，嵌藏性较好的巴氏合金。传统的做法是采用静态浇筑的方式使巴氏合金附着于推力轴瓦表面。这种静态浇筑的工艺获得的金属间的耐磨层结合强度低，且会不可避免的产生偏析、气孔、气泡、龟裂等缺陷，另外制作程序繁多工艺复杂，制作人员操作难度大，资源浪费和环境污染等问题。此外使用浇筑工艺制作的推力轴瓦的产品有文献报道出最短使用寿命45分钟，最长不超过两年。为提高推力轴瓦在大型重载高速产品上运行的整体可靠性，因此需要一种新的推力轴瓦的制备工艺。
发明内容
发明目的：针对现有技术的不足与缺陷，本发明提供一种使用CMT应用于推力轴瓦巴氏合金的焊接方法，提高了巴氏合金与推力轴瓦表面的结合强度，降低了偏析，延长了产品使用寿命，提高了轴瓦的加工精度。
技术方案：本发明的一种使用CMT应用于推力轴瓦巴氏合金的焊接方法，其特征在于：包括下述步骤：
(1)配置焊接设备，焊接设备为CMT焊接设备并配有RCCU遥控盒，行程设备选用ABB1440机器人，机器人臂长1.3m～1.5m；
(2)推力轴瓦表面清洁，使用电动角磨机装砂轮片打磨待焊接表面至粗糙度小于25um；打磨后使用丙酮或酒精擦洗表面去除杂质；
(3)在推力轴瓦上安装巴氏合金焊丝，控制焊丝直径为1.5mm～1.7mm，焊接电流为95A～105A，电压为10V～11V，送丝速度为9m/min～11m/min，焊接速度为1.7m/min～1.9m/min，纯氩气保护气流量为14L/min～16L/min，焊层厚度为1.5mm～2.5mm；
(4)加工焊层金属表面，加工至厚度为1.5mm～1.7mm，完成焊接操作。
其中，所述的步骤(2)中推力轴瓦为扇形结构。
其中，所述的步骤(2)中推力轴瓦表面清洁，通过喷砂与喷丸进行。
其中，所述的步骤(3)中巴氏合金焊丝为zsnsb11cu6或zsnsb8cu4焊丝。
其中，所述的步骤(3)中焊接巴士合金时，过程参数即预热50℃～100℃，步近5mm～7mm，摆动宽度5mm～7mm，摆动速度2800mm/min～3200mm/min，左右停留0.1s～0.2s，层间温度小于100℃，层间及道间不需要清理。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下显著优点：本发明提高了巴氏合金与推力轴瓦表面的结合强度，降低了偏析，延长了产品使用寿命，提高了轴瓦的加工精度，且本方法操作简单，使用可靠，对环境良好。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案做进一步的描述。
本发明的一种使用CMT应用于推力轴瓦巴氏合金的焊接方法，包括下述步骤：
(1)配置焊接设备，焊接设备为CMT焊接设备并配有RCCU遥控盒，行程设备选用ABB1440机器人，机器人臂长1.3m～1.5m；
(2)推力轴瓦表面清洁，使用电动角磨机装砂轮片打磨待焊接表面至粗糙度小于25um；打磨后使用丙酮或酒精擦洗表面去除杂质；推力轴瓦为扇形结构；或者可以采用喷砂与喷丸进行推力轴瓦表面清洁；
(3)在推力轴瓦上安装巴氏合金焊丝，控制焊丝直径为1.5mm～1.7mm，焊接电流为95A～105A，电压为10V～11V，送丝速度为9m/min～11m/min，焊接速度为1.7m/min～1.9m/min，纯氩气保护气流量为14L/min～16L/min，焊层厚度为1.5mm～2.5mm；巴氏合金焊丝为zsnsb11cu6或zsnsb8cu4焊丝；焊接巴士合金时，过程参数即预热50℃～100℃，步近5mm～7mm，摆动宽度5mm～7mm，摆动速度2800mm/min～3200mm/min，左右停留0.1s～0.2s，层间温度小于100℃，层间及道间不需要清理；
(4)加工焊层金属表面，加工至厚度为1.5mm～1.7mm，完成焊接操作。
为防止偏析即巴氏合金在高温的停留时间长的问题，本发明提供了使用CMT应用于推力轴瓦巴氏合金的焊接方法来焊接巴氏合金金属间耐磨层，通过CMT的过渡方法，可以使焊接巴氏合金的液态熔池快速冷却，有效防止冶金产生的硬质相SNSB的沉淀。此外通过此方法获得的涂层可以实现与基体牢靠的冶金结合，巴氏合金的致密性，组织均匀，能够使适应重载大型设备频繁启停带来的过临界震动。推力轴瓦一般厚度较薄，使用CMT技术较低的热输入快速焊使得推力轴瓦基体不易变形，保证的尺寸的稳定性，适用于现代高端轴瓦的制造。
本发明方法包括焊接设备及行程设备选用；推力轴瓦表面清洁；使用CMT焊接工艺过渡巴氏合金；机加工刮削推力轴瓦表面等过程，提高了金属间耐磨层与基体间的结合强度，优化了巴氏合金的组织，延长了使用寿命，为高质量轴瓦提供了可能。
本发明针对现有静态浇筑的技术不足，提出了CMT焊接推力轴瓦的巴氏合金的工艺，与静态浇筑相比，本发明通过冷金属过渡的工艺有效提高了巴氏合金层组织的均匀性，有效的防止了偏析；通过熔焊的方式焊接巴氏合金能够使耐磨层与基材之间的结合强度大大提高，连接的平均抗拉强度达95Mpa以上(GB/T12948为75Mpa，MAN标准为75Mpa，中国核电级轴瓦标准75Mpa)。通过熔焊的方式过渡巴氏合金使焊接质量大大提高，利用氩气的稳定性使得液态金属的氧化性少，焊后表面光泽度高，无气孔气泡疏松等问题，其质量达到欧盟MAN首次验收的要求。另外通过熔焊的方式焊接巴氏合金使焊层厚度得到有效的控制，主要体现在平整度上，如：有效焊层1.6mm，焊态下的厚度2.3mm即可加工出，使得资源得到了最大的利用，并且焊接无污染，不需要做除尘，可实现全自动化焊接，大大降低了人员的操作难度。
通过实验验证本发明所达到的技术指标：执行标准MAN0743936-7.0滑块、推力块白合金焊接首次认可流程，GBT 12948-1991滑动轴承双金属结合强度破坏性试验方法。
1、通过抗拉实验结合强度高，本实施例的结合强度为95Mpa以上(ISO4386-2)；
2、通过UT检测结合层无脱层假焊等缺陷(ISO4386-1)；
3、机加工后PT检测表面无任何点状缺陷(ISO4386-3)；
4、巴氏合金层金相组织稳定性(MAN0743936-7.0)。

Claims (5)

1.一种使用CMT应用于推力轴瓦巴氏合金的焊接方法，其特征在于：包括下述步骤：
(1)配置焊接设备，焊接设备为CMT焊接设备并配有RCCU遥控盒，行程设备选用ABB1440机器人，机器人臂长1.3m～1.5m；
(2)推力轴瓦表面清洁，使用电动角磨机装砂轮片打磨待焊接表面至粗糙度小于25um；打磨后使用丙酮或酒精擦洗表面去除杂质；
(3)在推力轴瓦上安装巴氏合金焊丝，控制焊丝直径为1.5mm～1.7mm，焊接电流为95A～105A，电压为10V～11V，送丝速度为9m/min～11m/min，焊接速度为1.7m/min～1.9m/min，纯氩气保护气流量为14L/min～16L/min，焊层厚度为1.5mm～2.5mm；
(4)加工焊层金属表面，加工至厚度为1.5mm～1.7mm，完成焊接操作。
2.根据权利要求1所述的一种使用CMT应用于推力轴瓦巴氏合金的焊接方法，其特征在于：所述的步骤(2)中推力轴瓦为扇形结构。
3.根据权利要求1所述的一种使用CMT应用于推力轴瓦巴氏合金的焊接方法，其特征在于：所述的步骤(2)中推力轴瓦表面清洁，通过喷砂与喷丸进行。
4.根据权利要求1所述的一种使用CMT应用于推力轴瓦巴氏合金的焊接方法，其特征在于：所述的步骤(3)中巴氏合金焊丝为zsnsb11cu6或zsnsb8cu4焊丝。
5.根据权利要求1所述的一种使用CMT应用于推力轴瓦巴氏合金的焊接方法，其特征在于：所述的步骤(3)中焊接巴士合金时，过程参数即预热50℃～100℃，步近5mm～7mm，摆动宽度5mm～7mm，摆动速度2800mm/min～3200mm/min，左右停留0.1s～0.2s，层间温度小于100℃，层间及道间不需要清理。
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