CN112719493B - 一种轴瓦焊接巴氏合金的工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明一种轴瓦焊接巴氏合金的工艺。一种轴瓦焊接巴氏合金的工艺，包括：S10包括：清洗和制作焊丝；清洗：将脱胎部位清理至瓦胎露出金属光泽后，进行除油处理，再在沸水中煮15min，烘烤干后，加热至55‑60℃；制作焊丝：采用纯锡条、锡基合金作为制作巴氏合金的金属材料，将纯锡条用氧乙炔加热融化后，均匀的流入角钢槽内，浇铸成焊丝后，将焊丝取出，再去掉表面氧化层，倒去尖角，用酒精清洗干净，得纯锡焊丝和锡基合金焊丝；S20焊接：先采用纯锡焊丝进行钢体层堆焊，再采用锡基合金焊丝进行巴氏合金层堆焊，且巴氏合金层要堆焊2‑3次。本发明所述的一种轴瓦焊接巴氏合金的工艺，操作简单，成本低，耗时短，焊接质量高。

Description

一种轴瓦焊接巴氏合金的工艺
技术领域
本发明具体涉及一种轴瓦焊接巴氏合金的工艺。
背景技术
巴氏合金轴瓦广泛应用于低速重载工况，轴瓦失效会造成设备停运，影响企业的正常生产。更换新轴瓦价格昂贵，因此，轴瓦失效后会通过重新浇铸等手段修复，从而有利于降低企业维修成本。
轴瓦在设备的长期运行过程当中，难免因一些原因引起振动，易在轴瓦基体与巴氏合金之间产生缝隙，严重的会导致巴氏合金脱落以及设备停运。若使用传统的轴瓦补焊工艺，由于焊接方法的缺陷，轴瓦基体与巴氏合金的粘接强度差，可能会产生轴瓦运行一段时间后巴氏合金再次脱落的情况。
由于轴瓦长期在变工况下运行，轴系通过油膜不断地冲振轴瓦基体与巴氏合金的结合处，致使巴氏合金产生裂缝、脱胎等现象，究其原因是传统施焊巴氏合金的方法存在许多不足。传统方法是在轴瓦基体的表面先使用氧乙炔火焰敷焊1层焊锡，然后在焊锡层上堆焊巴氏合金。
传统方法的焊接过程中，因焊接火焰温度高，已将焊锡层大部分熔化，结合能力较差，部分焊锡未能与轴瓦基体充分熔合，造成假焊、虚焊。因此，轴瓦上的巴氏合金在运行当中会产生局部顶端开裂，严重的会造成巴氏合金大面积脱落，致使设备停运，造成经济损失。并且传统方法的焊接需要夹具，工装等辅助工具，工装制作繁琐，耗时耗力。还有在焊接过程中需要两人配合，一人不断搅动融化合金配合焊接人员，此项操作需要极高的默契度。
有鉴于此，本发明提出一种新的轴瓦焊接巴氏合金的工艺，操作简单，焊接质量高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种轴瓦焊接巴氏合金的工艺，操作简单，焊接质量高，解决了传统焊接中存在的气孔、沙眼、合金过烧、镀锡层融化、难以成型等问题。
为了实现上述目的，所采用的技术方案为：
一种轴瓦焊接巴氏合金的工艺，包括以下步骤：
S10包括：清洗和制作焊丝；
清洗：将脱胎部位清理至瓦胎露出金属光泽后，进行除油处理，再在沸水中煮15min，烘烤干后，加热至55-60℃；
制作焊丝：采用纯锡条作为制作巴氏合金的金属材料，将纯锡条用氧乙炔加热融化后，均匀的流入角钢槽内，浇铸成焊丝后，将焊丝取出，再去掉表面氧化层，倒去尖角，用酒精清洗干净，得纯锡焊丝；
再采用锡基合金作为制作巴氏合金的金属材料，重复制备纯锡焊丝的操作，得锡基合金焊丝；
S20焊接：先采用纯锡焊丝进行钢体层堆焊，再采用锡基合金焊丝进行巴氏合金层堆焊，且巴氏合金层要堆焊2-3次；
所述的进行钢体层堆焊时：采用锡做打底层进行打底焊接，再进行交叉焊接。
进一步地，所述的轴瓦脱胎为整体脱落时，要先将轴瓦基体放入稀盐酸溶液中，浸泡2h后，再进行步骤S10中的清洗处理。
进一步地，所述的清洗中，浸泡在三氯乙烯液体中进行除油处理，浸泡2h后，在沸水中煮，再用氧乙炔火焰烘烤干。
进一步地，所述的制作焊丝过程中，控制浇铸的焊丝呈银色；若浇铸的焊丝颜色发蓝，则氧乙炔加热融化温度过高。
进一步地，所述的制作焊丝过程中，焊丝浇熔长度为400-500mm，直径5-6mm。
进一步地，所述的交叉焊接的操作为：起焊端电弧充分预热，填丝时采用点状加丝，每次熔滴形成后将焊丝挪开但不离开氩气保护区；
所述的巴氏合金层堆焊时，巴氏合金颜色发黄或发蓝，则焊接温度过高，暂停焊接。
进一步地，所述的步骤S20中，施焊时焊枪与工件夹角角度为60度，焊丝与工件夹角角度为30度，钨极呈圆珠状。
进一步地，所述的打底层高度为1-2mm；
所述的打底焊接时焊机清理宽度不超过15mm；巴氏合金层堆焊时焊机清理宽度超过15mm。
进一步地，所述的步骤S20中，焊接过程的温度不超过60℃；
每次堆焊完成后，缓慢冷却至室温，再清理前一层表面上的氧化膜。
再进一步地，所述的缓慢冷却指，堆焊完成后，2h后冷却至室温。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、采用本发明的技术方案后，杜绝了气孔和沙眼等缺陷，可以提高焊接质量，延长巴氏合金轴瓦的使用寿命长。
2、本发明的技术方案中，温度可控性强，不会造成合金过烧的现象，降低烧损量，提高合金的机械性能。
3、本发明的技术方案，只需一人即可焊接，简化了操作，有利于提高工作效率，降低劳动强度，节约成本。
4、本发明的技术方案，不需要制作夹具，工装等辅助工具，操作方便快捷，降低了焊接成本。
附图说明
图1为轴瓦脱胎分局部时，清洗后的效果图；
图2为轴瓦整体脱落时，清洗后的效果图；
图3为焊丝的示意图。
具体实施方式
为了进一步阐述本发明一种轴瓦焊接巴氏合金的工艺，达到预期发明目的，以下结合较佳实施例，对依据本发明提出的一种轴瓦焊接巴氏合金的工艺，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构或特点可由任何合适形式组合。
下面将结合具体的实施例，对本发明一种轴瓦焊接巴氏合金的工艺做进一步的详细介绍：
一种轴瓦焊接巴氏合金的工艺，包括以下步骤：
S10包括：清洗和制作焊丝；
清洗：将脱胎部位清理至瓦胎露出金属光泽后，进行除油处理，再在沸水中煮15min，烘烤干后，加热至55-60℃。
制作焊丝：采用纯锡条作为制作巴氏合金的金属材料，将纯锡条用氧乙炔加热融化后，均匀的流入清洗后的角钢槽内，浇铸成焊丝后，将焊丝取出，再去掉表面氧化层，倒去尖角，用酒精清洗干净，得纯锡焊丝；
再采用锡基合金作为制作巴氏合金的金属材料，重复制备纯锡焊丝的操作，得锡基合金焊丝。
S20焊接：先采用纯锡焊丝进行钢体层堆焊，再采用锡基合金焊丝进行巴氏合金层堆焊，且巴氏合金层要堆焊2-3次。采用纯锡焊丝进行钢体层堆焊，采用锡基合金焊丝进行巴氏合金层堆焊，更有利于提高焊接层的结合强度，避免脱层。
所述的进行钢体层堆焊时：采用锡做打底层进行打底焊接，再进行交叉焊接。
优选地，所述的轴瓦脱胎为整体脱落时，要先将轴瓦基体放入稀盐酸溶液中，浸泡2h后，再进行步骤S10中的清洗处理。
轴瓦脱胎为整体脱落时，要进行整体的除油、除锈，采用稀盐酸进行处理的方式，成本更低。
优选地，所述的清洗中，浸泡在三氯乙烯液体中进行除油处理，浸泡2h后，在沸水中煮，再用氧乙炔火焰烘烤干。
本发明采用三氯乙烯液体进行除油处理，可以有效除油、除锈；再通过沸水煮瓦体，可以有效去除残留在轴瓦上的三氯乙烯液体；通过氧乙炔火焰加热可以避免被氧化。
优选地，所述的制作焊丝过程中，在氧乙炔火焰浇铸焊丝时，为了防止浇铸金属被氧化，要采用中性焰的外焰融化合金块，更需要温度的控制银白色为宜，如浇铸的焊丝颜色发蓝表示温度过高。
优选地，所述的制作焊丝过程中，焊丝浇熔长度为400-500mm，直径5-6mm。
优选地，所述的交叉焊接的操作为：起焊端电弧充分预热，填丝时采用点状加丝，每次熔滴形成后将焊丝挪开但不离开氩气保护区。这样不遮挡待焊处，有助于阴极破碎避免未融合。
所述的巴氏合金层堆焊时，巴氏合金颜色发黄或发蓝，则焊接温度过高，暂停焊接，切记不能在同一部位连续施焊。
优选地，所述的步骤S20中，施焊时焊枪与工件夹角角度为60度，焊丝与工件夹角角度为30度，钨极呈圆珠状。
优选地，所述的打底层高度为1-2mm；
所述的打底焊接时焊机清理宽度不超过15mm；巴氏合金层堆焊时焊机清理宽度超过15mm。打底焊接时，将焊机清理宽度调略小，可增加与钢体熔深，使两种材质充分结合；巴氏合金层堆焊时，将清理宽度略大，可增加熔宽，清理数值越大熔宽越大，同时钨极烧损也越严重。
优选地，所述的步骤S20中，焊接过程的温度不超过60℃，可以保证焊接层的结合强度，粘合度好。
且在轴瓦焊接巴氏合金过程中，温度不易掌控，过高易造成巴氏合金性能下降，轴瓦基体易变形：过低易造成巴氏合金与轴瓦融合不充分，出现沙眼和气孔。且温度过高会造成合金过烧，增加烧损量，同时会在合金中产生大粒度结构物，冷却后降低合金的机械性能。本发明的技术方案明确将整个焊接过程的加热温度控制在60℃左右，且可以更好的控制焊接过程的温度，解决了传统焊接温度高，出现合金过烧、镀锡层融化、接融化合金过热易流，难以成型的问题，还解决了传统焊接温度过低造成的融合不充分、沙眼和气孔的现象。
每次堆焊完成后，保温冷却至室温，再清理前一层表面上的氧化膜，以免堆焊合金局部分层影响焊接质量。
进一步优选地，所述的保温冷却指，堆焊完成后，2h后冷却至室温，避免过快冷却，导致材质结合不充分。
实施例1.
具体工艺参数见表1，操作步骤如下：
(1)清洗瓦轴：
轴瓦脱胎分局部和整体脱落。局部脱落的清洗为：首先将脱胎部位用刮刀清理，至瓦胎露出金属光泽后，放在三氯乙烯液体中浸泡除油2h，除油完成后，用沸水煮瓦体15min，再立即用氧乙炔火焰烘烤干后，放置于加热箱，加热至60℃左右备焊。清洗后的局部脱落的瓦轴如图1所示。
局部脱落的清洗：先将轴瓦基体放入稀盐酸浸泡2h后，按照局部脱落的清洗方式进行清洗。清洗后的局部脱落的瓦轴如图2所示。
(2)制作焊丝：
将5*5的角钢表面除锈至表面呈金属光泽，然后用工业酒精彻底清洗，避免污染焊丝。然后将制作巴氏合金的金属材料纯锡条，用氧乙炔加热融化，均匀的流入角钢槽内，熔制成焊丝后将焊丝取出，焊丝浇熔长度适中约400-500mm，直径5-6mm。用刮刀将焊丝表面氧化层去掉，同时倒去尖角，再用酒精清洗干净，放置在干净处避免污染，得纯锡焊丝，如图3所示。
再采用锡基合金作为制作巴氏合金的金属材料，重复制备纯锡焊丝的操作，得锡基合金焊丝。
在氧乙炔火焰浇铸焊丝时，为了防止浇铸金属被氧化要采用中性焰的外焰融化合金块，更需要温度的控制银白色为宜，如浇铸的焊丝颜色发蓝表示温度过高。浇铸角钢固定至水平位置防止金属融化后浇铸粗细不均匀。
整个浇铸过程中作业环境要适当做好防风措施避免浇铸金属被过度氧化，并做好个人防护，且不可在密闭环境下浇铸或者焊接。
制作焊丝时将两种焊材做以区分，纯锡焊丝为与钢体过渡层焊接时用，如在巴氏合金层堆焊用锡基合金焊丝即可。
(3)焊接：先采用纯锡焊丝进行钢体层堆焊，再采用锡基合金焊丝进行巴氏合金层堆焊，且巴氏合金层要堆焊3次。具体的：
在钢体堆焊时，必须先用锡做打底层，打底层不宜过高，一般为1-2mm。焊接时为使瓦面受热均匀及减小应力，必须采用交叉焊接，起焊端电弧充分预热，填丝时采用点状加丝，每次熔滴形成后将焊丝挪开但不离开氩气保护区，这样不遮挡待焊处，有助于阴极破碎避免未融合。
发现堆焊的巴氏合金颜色发黄或发蓝、熔池有塌陷，则温度过高，暂停焊接，切记不能在同一部位连续施焊。
施焊时焊枪与工件夹角角度为60度左右，焊丝与工件夹角角度为30度左右，钨极不要太尖锐呈圆珠状即可。
打底焊时将焊机清理宽度调略小，可增加与钢体熔深使两种材质充分结合；堆焊巴氏合金层时，将清理宽度略大可增加熔宽，清理数值越大熔宽越大，同时钨极烧损也越严重。
打底层完成后(温度为60℃)，放置烘箱缓慢冷却，2h冷却至室温，车床加工瓦面镀锡层厚度为1mm左右，然后将加工后被油污侵蚀的瓦面用酒精擦拭干净放至加热箱加热至60℃，继续下一层巴氏合金的堆焊。填充层用多层多道焊，且堆焊厚度不得过大，防止巴氏合金材料过热变脆。每一层堆焊时必须清理前一层表面上的氧化膜，以免堆焊合金局部分层影响焊接质量。在焊道与轴瓦表面融合处不能产生咬边和未熔合等缺陷。
(4)质量检查
外观检查：巴氏合金面有无气孔及夹渣。
堆焊余高的检查：检查燕尾棱角是否堆焊饱满，堆焊高度必须高出机加工余量1-2mm，堆焊瓦面高低差2mm以内。
脱胎缺陷检查:用小锤全面轻敲巴氏合金面，如有嘭嘭响声，说明结合面有脱落缺陷应重新处理。
焊接缺陷检查：使用渗透探伤显像剂检查焊接表面裂缝。
表1
Figure BDA0002855514150000071
Figure BDA0002855514150000081
申请人在2016年开始应用该项技术，对本公司内巴氏合金轴瓦进行过上百次焊接，经过不断的实践和完善，取得了很好的效果。
传统方式焊接耗时8-10h，焊接后的巴氏合金轴瓦使用寿命为0.5-1年。而本发明的整个焊接过程耗时5h左右，焊接后的巴氏合金轴瓦使用寿命至少为2年。经对比，本发明的技术方案可以明显缩短焊接时间，避免焊接层脱层，提高焊接质量。
由本发明的实施例可知，本发明的技术方案具有以下优点：(1)提高效率，降低劳动强度；(2)提高焊接质量，杜绝了气孔和沙眼等缺陷，使用寿命延长；(3)节省采购轴瓦等待时间和采购费用；(4)温度可控性强，不会造成合金过烧的现象，降低烧损量，提高合金的机械性能；(5)只需一人即可焊接，简化了操作，有利于提高工作效率和节约成本；(6)不需要制作夹具，工装等辅助工具，操作方便快捷。
以上所述，仅是本发明实施例的较佳实施例而已，并非对本发明实施例作任何形式上的限制，依据本发明实施例的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明实施例技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种轴瓦焊接巴氏合金的工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S10包括：清洗和制作焊丝；
清洗：将脱胎部位清理至瓦胎露出金属光泽后，进行除油处理，再在沸水中煮15min，烘烤干后，加热至55-60℃；
制作焊丝：采用纯锡条作为制作巴氏合金的金属材料，将纯锡条用氧乙炔加热融化后，均匀的流入角钢槽内，浇铸成焊丝后，将焊丝取出，再去掉表面氧化层，倒去尖角，用酒精清洗干净，得纯锡焊丝；
再采用锡基合金作为制作巴氏合金的金属材料，重复制备纯锡焊丝的操作，得锡基合金焊丝；
S20焊接：先采用纯锡焊丝进行钢体层堆焊，再采用锡基合金焊丝进行巴氏合金层堆焊，且巴氏合金层要堆焊2-3次；
所述的进行钢体层堆焊时：采用锡做打底层进行打底焊接，再进行交叉焊接；
所述的打底焊接时焊机清理宽度不超过15mm；巴氏合金层堆焊时焊机清理宽度超过15mm。
2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，
所述的轴瓦脱胎为整体脱落时，要先将轴瓦基体放入稀盐酸溶液中，浸泡2h后，再进行步骤S10中的清洗处理。
3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，
所述的清洗中，浸泡在三氯乙烯液体中进行除油处理，浸泡2h后，在沸水中煮，再用氧乙炔火焰烘烤干。
4.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，
所述的制作焊丝过程中，控制浇铸的焊丝呈银色；若浇铸的焊丝颜色发蓝，则氧乙炔加热融化温度过高。
5.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，
所述的制作焊丝过程中，焊丝浇熔长度为400-500mm，直径5-6mm。
6.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，
所述的交叉焊接的操作为：起焊端电弧充分预热，填丝时采用点状加丝，每次熔滴形成后将焊丝挪开但不离开氩气保护区；
所述的巴氏合金层堆焊时，巴氏合金颜色发黄或发蓝，则焊接温度过高，暂停焊接。
7.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，
所述的步骤S20中，施焊时焊枪与工件夹角角度为60度，焊丝与工件夹角角度为30度，钨极呈圆珠状。
8.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，
所述的打底层高度为1-2mm。
9.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，
所述的步骤S20中，焊接过程的温度不超过60℃；
每次堆焊完成后，缓慢冷却至室温，再清理前一层表面上的氧化膜。
10.根据权利要求9所述的工艺，其特征在于，
所述的缓慢冷却指，堆焊完成后，2h后冷却至室温。
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