CN113458711A - 长大断裂轴修复结构及修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种长大断裂轴修复结构及修复方法，所述长大断裂轴修复结构包括第一断件、第二断件、连接轴、两个定位销，第一断件的一端设有第一连接孔，第一断件的侧壁上设有第一销孔；第二断件的一端设有第二连接孔，第二断件的侧壁上设有第二销孔；连接轴的侧壁上设有第三销孔及第四销孔，连接轴的两端分别插入第一连接孔与第二连接孔中；其中一个定位销插设于第一销孔与第三销孔中，另一个定位销插设于第二销孔与第四销孔中，第一断件、第二断件与连接轴焊接连接。所述长大断裂轴的修复方法先按照长大断裂轴修复结构进行组装，再进行焊接。本发明提供的长大断裂轴修复结构及修复方法能保证修复强度，防止修复好的断裂轴弯曲变形。

Description

长大断裂轴修复结构及修复方法

技术领域

本发明属于断裂轴修复技术领域，具体涉及一种长大断裂轴修复结构及修复方法。

背景技术

长度较长的轴类零件在加工或者使用过程中，因为受到不均匀的扭矩常常会出现断裂的情况。目前当长大轴类零件断裂后，只能整根报废，无法继续利用，损失较大，造成资源浪费。

发明内容

本发明实施例提供一种长大断裂轴修复结构及修复方法，旨在解决现有长大轴类零件断裂后，只能整根报废，造成资源浪费的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种长大断裂轴修复结构，包括第一断件、第二断件、连接轴、两个定位销，第一断件的断裂端设有第一连接孔，第一连接孔与第一断件的同轴，第一断件的侧壁上设有第一销孔，第一销孔与第一连接孔相连通；第二断件的断裂端设有第二连接孔，第二连接孔与第二断件的同轴，第二断件的侧壁上设有第二销孔，第二销孔与第二连接孔相连通；连接轴的侧壁上设有第三销孔及第四销孔，连接轴的两端分别插入第一连接孔与第二连接孔中，第三销孔能够与第一销孔相对，第四销孔能够与第二销孔相对；其中一个定位销插设于第一销孔与第三销孔中，另一个定位销插设于第二销孔与第四销孔中，第一断件、第二断件与连接轴间形成焊缝，第一断件、第二断件与连接轴焊接连接。

在一种可能的实现方式中，第三销孔的轴线与第四销孔的轴线异面垂直。

在一种可能的实现方式中，第一断件用于与连接轴相连的一端设有第一倒角或者第一圆角，第二断件用于与连接轴连接的一端设有第二倒角或者第二圆角。

在一种可能的实现方式中，第一连接孔的直径为第一断件直径的

第二连接孔的直径为第二断件直径的

第一连接孔的深度为第一断件直径的

第二连接孔的深度为第二断件直径的

在一种可能的实现方式中，第一断件与第二断件连接形成修复轴，修复轴的至少一个端部设有贵金属轴。

提供一种长大断裂轴的修复方法，包括以下步骤：

A、组装工序，将断裂轴的断裂处按照上述的任一一种长大断裂轴修复结构进行组装将，连接轴的两端分别插入第一连接孔和第二连接孔，连接轴的第三销孔与第一销孔相对，连接轴的第四销孔与第二销孔相对，其中一个定位销插入第三销孔与第一销孔中，另一个定位销插入第四销孔与第二销孔中；

B、将第一断件、第二断件与连接轴焊接。

在一种可能的实现方式中，在将第一断件、第二断件与连接轴焊接时，包括以下步骤：

a、预热工序，对所述第一断件及所述第二断件间的焊缝及定位销处进行预热；

b、点固焊接工序，先对所述定位销进行点固焊，再对第一断件及第二断件间的焊缝处进行点固焊；

c、第一焊接工序，先对所述焊缝进行初步焊接，将第一断件、第二断件与连接轴焊接连接，再对定位销进行满焊；

d、第二焊接工序，通过多层多道焊法对所述第一断件与所述第二断件的对接处进行焊接，通过短弧焊对每层焊道进行焊接。

在一种可能的实现方式中，第二焊接工序中，先对第一断件与第二断件的焊缝进行二次预热，再通过多层多道焊法对第一断件与第二断件的对接处进行焊接，二次预热的预热温度高于预热工序的预热温度。

在一种可能的实现方式中，第二焊接工序中，在焊接完部分焊缝后进行一次退火处理或者在高于二次预热的预热温度下保温一段时间。

在一种可能的实现方式中，若断裂轴设有不少于三个断裂处，部分焊缝完成第二焊接工序后进行一次退火处理，待断裂轴的全部焊缝焊接完成后，对各焊缝的焊口位置进行加热处理，加热到预设温度后，采用保温材料包裹第一断件与第二断件的焊接连接处、随室温冷却。

本实现方式，与现有技术相比，本发明的长大断裂轴修复结构，断裂开来的第一断件与第二断件通过连接轴相连，连接轴的两端分别插入第一断件的第一连接孔与第二断件的第二连接孔，而后连接轴通过定位销分别与第一断件和第二断件相连，连接轴被固定，防止连接轴在焊接过程中转动，更加便于后续焊接操作。组装好的第一断件、第二断件与连接轴间形成焊缝，通过焊接操作将第一断件、第二断件及连接轴全部焊接连接，保证焊接强度。第一断件与第二断件通过连接轴相连，可以在焊接时降低内应力。连接轴与第一断件、第二断件通过定位销相连，在修复好的断裂轴工作时，可以提高对扭矩的抵抗能力，保证了断裂轴的修复后的强度，提高了断裂轴修复后的使用寿命。本发明的长大断裂轴的修复方法，首先按照本发明提供的长大断裂轴修复结构进行组装，然后将第一断件、第二断件与连接轴焊接连接，保证了焊接质量，提高了焊接强度。

附图说明

图1为本发明实施例提供的长大断裂轴修复结构的爆炸示意图；

图2为为本发明实施例提供的长大断裂轴修复结构的安装结构示意图。

附图标记说明：

1、第一断件；2、连接轴；3、第二断件；4、锁底焊缝；101、第一销孔；102、第一倒角；201、第二销孔；202、第三销孔；301、第四销孔；302、第二倒角。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请一并参阅图1及图2，现对本发明提供的长大断裂轴修复结构及修复方法进行说明。所述长大断裂轴修复结构包括第一断件1、第二断件3、连接轴2、两个定位销，第一断件1的断裂端设有第一连接孔，第一连接孔与第一断件1的同轴，第一断件1的侧壁上设有第一销孔101，第一销孔101与第一连接孔相连通；第二断件3的断裂端设有第二连接孔，第二连接孔与第二断件3的同轴，第二断件3的侧壁上设有第二销孔201，第二销孔201与第二连接孔相连通；连接轴2的侧壁上设有第三销孔202及第四销孔301，连接轴2的两端分别插入第一连接孔与第二连接孔中，第三销孔202能够与第一销孔101相对，第四销孔301能够与第二销孔201相对；其中一个定位销插设于第一销孔101与第三销孔202中，另一个定位销插设于第二销孔201与第四销孔301中，第一断件1、第二断件3与连接轴2间形成焊缝，第一断件1、第二断件3与连接轴2焊接连接。

本实施例提供的长大断裂轴修复结构，与现有技术相比，断裂开来的第一断件1与第二断件3通过连接轴2相连，连接轴2的两端分别插入第一断件1的第一连接孔与第二断件3的第二连接孔，而后连接轴2通过定位销分别与第一断件1和第二断件3相连，连接轴2被固定，防止连接轴2在焊接过程中转动，更加便于后续焊接操作。组装好的第一断件1、第二断件3与连接轴2间形成焊缝，通过焊接操作将第一断件1、第二断件3及连接轴2全部焊接连接，保证焊接强度。第一断件1与第二断件3通过连接轴2相连，可以在焊接时降低内应力。连接轴2与第一断件1、第二断件3通过定位销相连，在修复好的断裂轴工作时，可以提高对扭矩的抵抗能力，保证了断裂轴的修复后的强度，提高了断裂轴修复后的使用寿命。

本实施例中，第一断件1、第二断件3与连接轴2间形成的焊缝为锁底焊缝4，通过焊接可以将第一断件1、第二断件3与连接轴2焊接连接，连接轴2与第一断件1、第二断件3焊接，使得连接轴2进一步固定，保证了修复好的断裂轴的强度。

本实施例中，设于第一销孔101内的定位销与第一断件1焊接连接，设于第四销孔301内的定位销与第二断件3焊接连接，保证定位销的稳定固定。同时提高了修复好的断裂轴对扭矩的抵抗能力。

如图1至图2所示，第三销孔202的轴线与第四销孔301的轴线异面垂直。

本实施例中，第三销孔202的轴线与第四销孔301的轴线异面垂直，使得安装后的两个定位销异面垂直。经过分析验证，设置为此结构方式可更好的通过后续焊接方式控制焊接内应力，提高了修复好的断裂轴对扭矩的抵抗能力，防止修复好的断裂轴弯曲变形。

如图1至图2所示，第一断件1用于与连接轴2相连的一端设有第一倒角102或者第一圆角，第二断件3用于与连接轴2连接的一端设有第二倒角302或者第二圆角。

本实施例中，通过在第一断件1上设置第一倒角102或者第一圆角、在第二断件3上设置第二倒角302或者第二圆角，在焊缝处形成坡口，有利于后续焊接。

一些可能的实现方式中，参见图1，第一连接孔的直径为第一断件1直径的

第二连接孔的直径为第二断件3直径的

第一连接孔的深度为第一断件1直径的

第二连接孔的深度为第二断件3直径的

本实施例中，通过对第一连接孔、第二连接孔的参数设置，在保证断裂轴的修复强度的同时，能够节约材料、节约成本。

一些可能的实现方式中，参见图1，第一断件1与第二断件3连接形成修复轴，修复轴的至少一个端部设有贵金属轴。

本实施例中，修复轴的至少一个端部设有贵金属轴，修复轴与贵金属轴形成一体轴。根据修复轴的使用环境，选择合适的贵金属轴与修复轴相连，使得轴体能够更好的应用到耐磨环境等特殊环境中，同时节约了贵金属材料，节约成本。

所述长大断裂轴的修复方法包括以下步骤：

A、组装工序，将断裂轴的断裂处按照上述的任一一种长大断裂轴修复结构进行组装，连接轴2的两端分别插入第一连接孔和第二连接孔，连接轴2的第三销孔202与第一销孔101相对，连接轴2的第四销孔301与第二销孔201相对，其中一个定位销插入第三销孔201与第一销孔101中，另一个定位销插入第四销孔301与第二销孔201中；

B、将第一断件1、第二断件3与连接轴2焊接。

本实施例提供的长大断裂轴的修复方法，与现有技术相比，首先按照本发明提供的长大断裂轴修复结构进行组装，将连接轴2的两端分别插入第一断件1的第一连接孔及第二断件3的第二连接孔中，第一断件1、第二断件3及连接轴2通过两个定位销组装连接，第一断件1、第二断件3与连接轴2间形成焊缝；然后将第一断件1、第二断件3与连接轴2进行焊接，保证了焊接质量，提高了焊接强度。

本实施例中，第一断件1、第二断件3与连接轴2间形成的焊缝为锁底焊缝4，在进行第二焊接工序时，焊接母材、初步焊接材料与第二焊接工序的焊接材料融为一体，保证焊接强度。在第一焊接工序时，首先对锁底焊缝4进行初步焊接，然后再将定位销满焊，使得其中一个定位销与第一断件1焊固，另一个定位销与第二断件3焊固，保证定位销固定的稳定性，提高了修复好的断裂轴对扭矩的抵抗能力，有效防止修复好的断裂轴弯曲变形。

本实施例中，预热工序的预热温度为200℃-300℃。在进行点固焊接工序时，焊条材料应保证与母材基本相同。

本发明实验时采用了结507电焊条或焊接材料应保证熔敷金属的成分与母材基本相同的J107－Cr。焊条直径3.2mm，严格按烘干要求，烘干箱烘干温度200℃-300℃，焊接电流采用100A进行点固焊。采用本发明提供的长大断裂轴的修复方法修复的双层车架车机支撑传动轴，在使用一年后，多次检查没用发现裂纹和弯曲变形。

一些可能的实现方式中，参见图1，将第一断件1、第二断件3与连接轴2焊接时，包括以下步骤：

a、预热工序，对所述第一断件1及所述第二断件3间的焊缝及定位销处进行预热；

b、点固焊接工序，先对定位销进行点固焊，再对第一断件1及第二断件3间的焊缝处进行点固焊；

c、第一焊接工序，先对焊缝进行初步焊接，将第一断件1、第二断件3与连接轴2焊接连接，再对定位销进行满焊；

d、第二焊接工序，通过多层多道焊法对所述第一断件1与第二断件3的对接处进行焊接，通过短弧焊对每层焊道进行焊接。。

本实施例中，短弧焊过程中，焊条作小划圈摆动，短弧焊的焊接电流为85A-105A，收弧要慢且弧坑要填满。每焊完一遍要认真清理焊渣，检查确无气孔、裂纹、夹渣等缺陷后，再焊接下一道。

本实施例中，每层焊道接头之间要错开30mm以上。整个施焊过程均为连续焊接，不得中断，表面焊缝不得咬肉，要高出主轴平面2～3mm，以保证加工后的使用强度和光洁度。

一些可能的实现方式中，参见图1，第二焊接工序中，先对第一断件1与第二断件3的焊缝进行二次预热，再通过多层多道焊法对第一断件1与第二断件3的对接处进行焊接，二次预热的预热温度高于预热工序的预热温度。

本实施例中，在预热工序后，在进行后续操作过程中，组装好的第一断件1、第二断件3及连接轴2的温度会逐渐降低。在第二焊接工序中增设二次预热步骤，保证待焊接处的温度，保证第二焊接工序的焊接质量。二次预热的预热温度为250℃～300℃，要高于预热工序中的预热温度，以减缓焊缝及热影响区的冷却速度，防止产生淬硬组织。

一些可能的实现方式中，参见图1，长大断裂轴的修复方法还包括调整热处理工序，第二焊接工序焊接完成后及时进行调质热处理。

一些可能的实现方式中，参见图1，第二焊接工序中，在焊接完部分焊缝后进行一次退火处理或者在高于二次预热的预热温度下保温一段时间。

本实施例中，很多现场生产中无法及时对零部件进行热处理。若及时进行调质热处理有困难，在焊接完部分焊缝后进行一次退火处理或者在高于二次预热的预热温度下保温一段时间，以排除扩散氢并软化组织。本实施例中，在无法及时对零部件进行热处理时，采用简单及低成本的方法对焊接处进行处理，提高了焊接质量，保证后续调质热处理的效果。

一些可能的实现方式中，参见图1，若断裂轴设有不少于三个断裂处，部分焊缝完成第二焊接工序后进行一次退火处理，待断裂轴的全部焊缝焊接完成后，对第一断件1与第二断件3的焊接连接处进行加热处理，加热到预设温度后，采用保温材料包裹第一断件1与第二断件3的焊接连接处、随室温冷却。

本实施例中，现实中，长大断裂轴会有很多断裂处。对于结构复杂、焊缝较多的产品，在部分焊缝完成第二焊接工序后进行一次退火处理。待全部焊缝焊接完成后，立即用大号气焊枪对各焊缝的焊口位置进行加热，加热到400℃以上。然后采用石棉包裹第一断件1与第二断件3的焊接连接处、随室温冷却。尤其在北方气温较低的环境下，通过石棉保温随室温冷却可以降低冷却速度，提高焊接强度和质量，操作简单、且成本低。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.长大断裂轴修复结构，其特征在于，包括：

第一断件，所述第一断件的断裂端设有第一连接孔，所述第一连接孔与所述第一断件的同轴，所述第一断件的侧壁上设有第一销孔，所述第一销孔与所述第一连接孔相连通；

第二断件，所述第二断件的断裂端设有第二连接孔，所述第二连接孔与所述第二断件的同轴，所述第二断件的侧壁上设有第二销孔，所述第二销孔与所述第二连接孔相连通；

连接轴，所述连接轴的侧壁上设有第三销孔及第四销孔，所述连接轴的两端分别插入所述第一连接孔与所述第二连接孔中，所述第三销孔能够与所述第一销孔相对，所述第四销孔能够与所述第二销孔相对；以及

两个定位销，其中一个所述定位销插设于所述第一销孔与所述第三销孔中，另一个所述定位销插设于所述第二销孔与所述第四销孔中，所述第一断件、所述第二断件与所述连接轴间形成焊缝，所述第一断件、所述第二断件与所述连接轴焊接连接。

2.如权利要求1所述的长大断裂轴修复结构，其特征在于，所述第三销孔的轴线与所述第四销孔的轴线异面垂直。

3.如权利要求2所述的长大断裂轴修复结构，其特征在于，所述第一断件用于与所述连接轴相连的一端设有第一倒角或者第一圆角，所述第二断件用于与所述连接轴连接的一端设有第二倒角或者第二圆角。

4.如权利要求1所述的长大断裂轴修复结构，其特征在于，所述第一连接孔的直径为所述第一断件直径的

所述第二连接孔的直径为第二断件直径的

所述第一连接孔的深度为所述第一断件直径的

所述第二连接孔的深度为所述第二断件直径的

5.如权利要求1所述的长大断裂轴修复结构，其特征在于，所述第一断件与所述第二断件连接形成修复轴，所述修复轴的至少一个端部设有贵金属轴。

6.长大断裂轴的修复方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、组装工序，断裂轴断裂形成的第一断件和第二断件按照如权利要求1-5任一权利要求所述的长大断裂轴修复结构进行组装，将连接轴的两端分别插入第一连接孔和第二连接孔，所述连接轴的第三销孔与第一销孔相对，所述连接轴的第四销孔与第二销孔相对，其中一个定位销插入所述第三销孔与所述第一销孔中，另一个所述定位销插入所述第四销孔与所述第二销孔中；

B、将所述第一断件、所述第二断件与所述连接轴焊接。

7.如权利要求6所述的长大断裂轴的修复方法，其特征在于，在将所述第一断件、所述第二断件与所述连接轴焊接时，包括以下步骤：

a、预热工序，对所述第一断件及所述第二断件间的焊缝及定位销处进行预热；

b、点固焊接工序，先对所述定位销进行点固焊，再对第一断件及第二断件间的焊缝处进行点固焊；

c、第一焊接工序，先对所述焊缝进行初步焊接，将所述第一断件、所述第二断件与所述连接轴焊接连接，再对定位销进行满焊；

d、第二焊接工序，通过多层多道焊法对所述第一断件与所述第二断件的对接处进行焊接，通过短弧焊对每层焊道进行焊接。

8.如权利要求7所述的长大断裂轴的修复方法，其特征在于，所述第二焊接工序中，先对所述第一断件与所述第二断件的焊缝进行二次预热，再通过多层多道焊法对所述第一断件与所述第二断件的对接处进行焊接，所述二次预热的预热温度高于所述预热工序的预热温度。

9.如权利要求8所述的长大断裂轴的修复方法，其特征在于，所述第二焊接工序中，在焊接完部分焊缝后进行一次退火处理或者在高于所述二次预热的预热温度下保温一段时间。

10.如权利要求8所述的长大断裂轴的修复方法，其特征在于，若断裂轴设有不少于三个断裂处，部分焊缝完成所述第二焊接工序后进行一次退火处理，待断裂轴的全部焊缝焊接完成后，对各焊缝的焊口位置进行加热处理，加热到预设温度后，采用保温材料包裹所述第一断件与所述第二断件的焊接连接处、随室温冷却。

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