CN112453825A - 一种c级钢薄壁螺纹孔修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种C级钢薄壁螺纹孔修复方法，包括扩孔：利用钻孔设备对待修复的螺纹孔进行扩孔；打磨探伤：打磨已扩大的螺纹孔至无缺陷；堆焊：堆焊后的螺纹孔孔径小于原始螺纹孔的孔径；攻丝：对堆焊后的螺纹孔进行攻丝处理。本发明通过扩孔、打磨探伤、堆焊和攻丝几个步骤，对于薄壁小直径、大深度的螺纹孔进行修复，具有成本低、效率高、不变形、修复率高的优点。

Description

一种C级钢薄壁螺纹孔修复方法

技术领域

本发明涉及机车维修保养技术领域，尤其涉及一种C级钢薄壁螺纹孔修复方法。

背景技术

和谐型电力机车轴箱采用独立悬挂，定位采用拉杆式定位轴箱的结构，主要由前后端盖、轴箱体、吊钩、轴承、压盖、接地装置、速度传感器、轴箱拉杆、一系弹簧和橡胶减振垫等组成，轴箱通过轴箱弹簧和轴箱拉杆与转向架的构架弹性相连，把机车簧上部分的重量传递给轮对，同时将来自轮对的牵引力、制动力、横向力等传递到构架上。机车在实际运用过程中，需要定期拆解轴箱端盖给轴箱轴承补脂以及车轴超声波探伤检查，同时按照检修技术规程要求需要定期拆解检修，轴箱频繁拆卸常常导致其螺纹出现断丝现象，导致大量轴箱体无法继续装车使用。

现有技术中，对于螺纹孔断丝现象，常用的修复方法主要有两种：

(1)镶嵌钢丝螺套；

(2)将螺纹孔全部焊满，在进行定位、钻孔、攻丝。

对于第一种采用镶嵌钢丝螺套的方法，对于孔壁较厚的工件具有较好的应用前景，而对于如图1所示的轴箱体M20的薄壁螺纹孔(小于8mm，如图2所示)，无法采用镶嵌钢丝螺套的方式进行修复。

对于第二种螺纹孔的满焊修复技术，其仅适于作业空间较大、母材焊接性能较好的工件，由于轴箱体的材质为C级钢，采用满焊修复的方式可能会导致变形、裂纹等，且轴箱体上的螺纹孔较小，无法满足焊接要求。

基于此，现有技术仍然有待改进。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明实施例提出一种C级钢薄壁螺纹孔修复方法，其能解决现有技术的轴箱体上的薄壁螺纹孔断丝无法修复的技术问题。

一方面，本发明实施例所公开的一种C级钢薄壁螺纹孔修复方法，包括：

步骤一扩孔：利用钻孔设备对待修复的螺纹孔进行扩孔；

步骤二打磨探伤：打磨已扩大的螺纹孔至无缺陷；

步骤三堆焊：堆焊后的螺纹孔孔径小于原始螺纹孔的孔径；

步骤四攻丝：对堆焊后的螺纹孔进行攻丝处理。

进一步地，所述扩孔包括：将轴箱体安置在铣床上，寻找待修复螺纹孔的孔径中心，选取钻头进行钻孔。

进一步地，所述扩孔前还包括：将待修复的轴箱体安置在工作台上，检查是否满足修复要求，若满足，则进行螺纹孔检查，并标记待修复螺纹孔。

进一步地，步骤三中，所述堆焊包括在打磨后的螺纹孔内壁上形成堆焊层，并且，堆焊时堆焊层表面温度不超过55℃。

进一步地，所述堆焊层的厚度为2-3mm。

进一步地，步骤三中，采用微电弧焊机进行堆焊，并且，所述微电弧焊机的乌针端部弯折成弯折部。

进一步地，所述弯折部的弯折角度为：

其中，R为打磨后螺纹孔的孔径，a为弯折长度；

并且，

进一步地，所述堆焊的电流为60-65A，焊丝直径为1.0mm-2mm。

进一步地，步骤三中，堆焊后螺纹孔的孔径比原始螺纹孔的孔径小4-6mm。

进一步地，步骤四中，所述攻丝包括：用角向打磨机打磨堆焊后的螺纹孔，寻找螺纹孔的孔径中心，通过定点钻进行打点定心后钻定心孔，用丝锥绞丝。

采用上述技术方案，本发明至少具有如下有益效果：

本发明通过扩孔、打磨探伤、堆焊和攻丝几个步骤，对于薄壁小直径、大深度的螺纹孔进行修复，具有成本低、效率高、不变形、修复率高的优点。

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为本发明的轴箱体结构示意图；

图2为图1的轴箱体上的螺纹孔的结构示意图；

图3为本发明的乌针在螺纹孔内时的状态图。

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明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。

需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

本发明一些实施例公开了一种C级钢薄壁螺纹孔修复方法，包括：

步骤一扩孔：利用钻孔设备对待修复的螺纹孔进行扩孔；扩孔前，将待修复的轴箱体安置在工作台上，检查是否满足修复要求，若满足，则进行螺纹孔检查，并标记待修复螺纹孔；扩孔时，将轴箱体安置在铣床上，寻找待修复螺纹孔的孔径中心，选取钻头进行钻孔。

步骤二打磨探伤：打磨已扩大的螺纹孔至无缺陷。

步骤三堆焊：堆焊后的螺纹孔孔径应小于原始螺纹孔的孔径；堆焊包括在打磨后的螺纹孔内壁上形成堆焊层。优选采用采用微电弧焊机进行堆焊，堆焊时堆焊层表面温度不超过55℃，堆焊的电流为60-65A。所述堆焊层的厚度为2-3mm。堆焊后螺纹孔的孔径比原始螺纹孔的孔径小4-6mm。为了适应大深度螺纹孔1需求，所述微电弧焊机的乌针2端部弯折成弯折部(如图3所示)。焊丝直径为1.0mm-2mm。所述弯折部的弯折角度和长度可采用如下公式获得：

其中，R为打磨后螺纹孔的孔径，a为弯折长度；

并且，

弯折角度过大的钨针2焊接时气体保护不佳且易折断，角度小的钨针伸进去后难以接触螺纹孔1内壁，焊接困难。

步骤四攻丝：对堆焊后的螺纹孔进行攻丝处理。攻丝包括：用角向打磨机打磨堆焊后的螺纹孔，寻找螺纹孔的孔径中心，通过定点钻进行打点定心后钻定心孔，用丝锥绞丝。

实施例1

C级钢薄壁螺纹孔微电弧焊接修复方法，包括以下步骤：

步骤1，扩孔：根据螺纹孔的大小选择钻头，利用钻孔设备对待修复的螺纹孔进行扩孔；

步骤2，打磨探伤：用打磨设备打磨已扩大的螺纹孔，去除损伤处及周边疲劳层，直到用磁粉探伤检查后的螺纹孔无裂纹缺陷时停止打磨，然后用无水乙醇清洗打磨处；

步骤3，堆焊：对打磨后的螺纹孔进行堆焊，在打磨后螺纹孔内壁上形成堆焊层，堆焊层的厚度使得堆焊后螺纹孔的孔径小于扩孔前原有螺纹孔的孔径，堆焊时堆焊层表面温度不超过55℃；

步骤4，攻丝：用攻丝设备对步骤3中的螺纹孔进行攻丝处理，得到所需标准螺纹孔；

步骤5，检查：检查步骤4所得的螺纹孔是否合格，若合格，完成修复，若不合格，回到步骤1。

步骤1包含以下子步骤：

步骤1-1：将轴箱体装夹在数显铣床上；

步骤1-2：通过寻边器、百分表寻找待修复螺纹孔的孔径中心；

步骤1-3：根据螺纹孔的大小选取合适的钻头进行钻孔。

步骤3中，采用微电弧焊机进行堆焊，焊接前，将微电弧焊机的钨针端部进行弯折，弯折度保证弯折后钨针仍能伸进待焊螺纹孔中；焊接后，堆焊层的厚度使得堆焊后螺纹孔的孔径小于扩孔前原有螺纹孔孔径4-6mm。

步骤4包含以下子步骤：

步骤4-1：用角向打磨机将步骤3中堆焊好的螺纹孔进行打磨；

步骤4-2：通过寻边器、百分表寻找螺纹孔的孔径中心；

步骤4-3：通过定点钻进行打点定心；

步骤4-4：钻定心孔，定心孔的直径小于修复前螺纹孔的直径；

步骤4-5：用丝锥进行铰丝，完成攻丝。

步骤5中，通过内窥镜、止规、标准螺栓、磁粉探伤机对螺纹孔进行检查。

实施例2

一种C级钢薄壁螺纹孔修复系统，其包括以下部件：微电弧焊机、CTW-Ⅱ磁粉探伤机、XQ6225数显铣床、SH-100251微型精密打磨机、M20(×1.5)螺纹丝锥、M20(×1.5)-6H螺纹塞规、Φ20的钻头、内窥镜。

修复包括装夹、修前检查、扩孔、打磨探伤、堆焊、攻丝、检查等。

具体地，装夹为将待修复的轴箱体放置在橡胶地垫上，用行车起吊并将其装夹在工作台上；

修前检查为利用CTW-Ⅱ磁粉探伤机检查待修复轴箱体除螺纹孔之外的地方，探伤后发现存在裂纹或其他变形的停止进行修复(不符合修复要求)，探伤未发现有裂纹或其他变形的，再分别用螺纹塞规、内窥镜检查轴箱体螺纹孔，对要修复的螺纹孔用记号笔标注待修复损伤处。

扩孔为根据螺纹孔的大小选择钻头(一般钻头的大小应等于或略大于螺纹孔)，利用钻孔设备对待修复的螺纹孔进行扩孔；过程包括：

将轴箱体装夹在XQ6225数显铣床上；

通过寻边器、百分表寻找待修复螺纹孔的孔径中心；

根据螺纹孔1的大小选取合适的钻头进行钻孔，本实施例采用Φ20的钻头。

打磨探伤为用SH-100251微型精密打磨机打磨已扩大的螺纹孔，去除损伤处及周边疲劳层，直到用CTW-Ⅱ磁粉探伤机检查后的螺纹孔无裂纹等缺陷时停止打磨，然后用无水乙醇清洗打磨处；

堆焊为对打磨后的螺纹孔进行堆焊，在打磨后螺纹孔内壁上形成堆焊层，堆焊层的厚度使得堆焊后螺纹孔的孔径小于扩孔前原有螺纹孔的孔径(给后续再次攻丝留下余量，以使修复后的螺纹孔1与修复前的螺纹孔1孔径相同)，堆焊时堆焊层表面温度不超过55℃；

可采用JC-01微电弧焊机进行堆焊，焊接前，将直径2.0mm的钨针2端部进行弯折30°(如图3所示)，因轴箱体的螺纹孔1较深，孔径狭小，不进行弯折的钨针伸进去后难以接触螺纹孔内壁，焊接困难，弯折后大大方便手工焊接，提高焊接效率及焊接质量；焊接时，通入纯氩气作为保护气体，气体流量为8-10L/min，根据C级钢特性和螺纹孔径大小设置：堆焊电流60-65A，堆焊时间40-45ms，焊丝直径Φ1.0mm，从下往上多层多道施焊，后一道焊缝应覆盖前一道焊缝的1/2。每焊补一层，清除熔渣并细心检查是否有焊补缺陷(裂纹、未熔合、气孔、夹渣等)，如发现缺陷，应进行补焊或重新扩孔另焊；焊层表面应均匀，不允许有咬边及弧坑现象，焊缝平整，无气孔、夹渣、咬边、未焊满等缺陷，焊层余量符合要求。焊接后，堆焊层的厚度使得堆焊后螺纹孔的孔径小于扩孔前原有螺纹孔孔径4-6mm，即相对于修复前的螺纹孔，内壁多出了2-3mm厚度的余量，给后续再次攻丝留下余量，以使修复后的螺纹孔与修复前的螺纹孔孔径相同。

攻丝为用攻丝设备对堆焊后的螺纹孔进行攻丝处理，得到所需标准螺纹孔。具体包括以下过程：

用角向打磨机将堆焊好的螺纹孔进行打磨；

通过寻边器、百分表寻找螺纹孔的孔径中心；

通过定点钻进行打点定心；

钻定心孔，定心孔的直径小于修复前螺纹孔的直径；

用丝锥进行铰丝，完成攻丝。攻丝后用角磨机及砂纸进行毛刺去除。

检查为检查攻丝完成后的螺纹孔是否合格(用止规、标准螺栓测试螺纹孔径是否达到要求，用内窥镜、CTW-Ⅱ磁粉探伤机检查是否存在裂纹、聚磁)，若检查无裂纹、无聚磁，说明合格，则完成修复；若不合格，回到扩孔步骤重新进行修复。

综上所述，上述实施例通过采用微电弧焊，并用纯氩气作为保护气体，制定堆焊电流及时间，保护气体时间以及焊丝直径，工作温度较低，焊接螺纹孔时无需将螺纹孔焊满，产生的热量较低，避免了温度过高造成焊接变形，提高了修复螺纹孔的成功率，同时将微电弧焊机的钨针端部进行弯折，弯折度保证弯折后钨针仍能伸进待焊螺纹孔中，对用孔径狭小的深孔焊接，降低了手工焊接的难度，提高了焊接效率及焊接质量。

需要特别指出的是，上述各个实施例中的各个组件或步骤均可以相互交叉、替换、增加、删减，因此，这些合理的排列组合变换形成的组合也应当属于本发明的保护范围，并且不应将本发明的保护范围局限在所述实施例之上。

以上是本发明公开的示例性实施例，上述本发明实施例公开的顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。但是应当注意，以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子，在不背离权利要求限定的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明实施例的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种C级钢薄壁螺纹孔修复方法，其特征在于，包括：

步骤一 扩孔：利用钻孔设备对待修复的螺纹孔进行扩孔；

步骤二 打磨探伤：打磨已扩大的螺纹孔至无缺陷；

步骤三 堆焊：堆焊后的螺纹孔孔径小于原始螺纹孔的孔径；

步骤四 攻丝：对堆焊后的螺纹孔进行攻丝处理。

2.根据权利要求1所述的修复方法，其特征在于，所述扩孔包括：将轴箱体安置在铣床上，寻找待修复螺纹孔的孔径中心，选取钻头进行钻孔。

3.根据权利要求1所述的修复方法，其特征在于，所述扩孔前还包括：将待修复的轴箱体安置在工作台上，检查是否满足修复要求，若满足，则进行螺纹孔检查，并标记待修复螺纹孔。

4.根据权利要求1所述的修复方法，其特征在于，步骤三中，所述堆焊包括在打磨后的螺纹孔内壁上形成堆焊层，并且，堆焊时堆焊层表面温度不超过55℃。

5.根据权利要求4所述的修复方法，其特征在于，所述堆焊层的厚度为2-3mm。

6.根据权利要求1所述的修复方法，其特征在于，步骤三中，采用微电弧焊机进行堆焊，并且，所述微电弧焊机的乌针端部弯折成弯折部。

7.根据权利要求6所述的修复方法，其特征在于，所述弯折部的弯折角度为：

其中，R为打磨后螺纹孔的孔径，a为弯折长度；

并且，

8.根据权利要求6所述的修复方法，其特征在于，所述堆焊的电流为60-65A，焊丝直径为1.0mm-2mm。

9.根据权利要求1所述的修复方法，其特征在于，步骤三中，堆焊后螺纹孔的孔径比原始螺纹孔的孔径小4-6mm。

10.根据权利要求1所述的修复方法，其特征在于，步骤四中，所述攻丝包括：用角向打磨机打磨堆焊后的螺纹孔，寻找螺纹孔的孔径中心，通过定点钻进行打点定心后钻定心孔，用丝锥绞丝。

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