CN114309880A - 一种大型水压机下横梁立柱孔表面磨损处焊接修复工艺 - Google Patents

一种大型水压机下横梁立柱孔表面磨损处焊接修复工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种大型水压机下横梁立柱孔表面磨损处焊接修复工艺,采用智能精密冷焊机并选用有磁性及硬度高的马氏体不锈钢2Cr13焊片,对大型水压机下横梁进行焊前不预热焊后不热处理的局部堆焊,焊缝金属不仅具有良好的跟母材熔合力学性能,而且接触的表面始终保持不锈光亮清洁度;另外,本发明还通过简易的旋转研磨装置,不仅保证大而重的铸铁研磨板上下吊运检测方便,而且通过L型旋转支架可实现研磨板360°旋转来回接触研磨,可对大型水压机立柱孔表面磨损处进行有效的焊接修复,使得冶金结合的焊接层符合周期性使用,手工研磨的焊接层表面达到运转尺寸,投资费用低,现场操作维护方便,修复时间短。

Description

一种大型水压机下横梁立柱孔表面磨损处焊接修复工艺
技术领域
本发明属于焊接技术领域,涉及一种大型水压机下横梁立柱孔表面磨损处焊接修复工艺。
背景技术
目前,水压机是各类重型机械企业常用到的设备,如30MN、50MN水压机等,水压机的主要核心关键大型部件有下横梁、立柱、活动横梁及上横梁等,其连接方式为:下横梁在立柱的最下方,然后在下横梁上方安装活动横梁,再在立柱的顶端安装上横梁,轧制时活动横梁频繁的在两横梁之间上下驱动,如图3所示的下横梁1的各立柱孔11,由于下横梁1和立柱孔11上表面长期受到重载荷影响,导致原有精度表面局部磨损,形成各类点状、线状或其它形状的磨损处10,直接影响轧机平稳生产以及造成产品尺寸超标。如果整体更换下横梁不仅浪费大量采购成本,而且制作周期长,如果离线厂家修复存在停产时间较长。考虑现场下横梁立柱孔上表面局部磨损焊接修复,因下横梁材质为18MnMoNi属于低合金钢,焊接性能良好,但是在焊接以及表面研磨上仍存在如下问题:(1)、因下横梁是大型备件,若要采用热焊法在立柱孔上表面局部焊补,但此大型的下横梁不能进行整体热处理,如果仅在焊接区局部加热可能导致立柱孔变形,影响立柱的安装质量;(2)、下横梁立柱孔上表面堆焊后研磨,因研磨表面积较大,为保证整体水平度,通过常规研磨方法来恢复表面安装尺寸以及精度时十分困难;(3)、在通过一些重型研磨设备对焊接层进行精度加工时,需要在下横梁立柱孔的上方频繁的来回研磨以及垂直上下吊运测量,耗时费力,十分不便。
发明内容
针对在背景技术中存在的一种大型水压机下横梁立柱孔表面磨损处传统焊接修复困难,焊后研磨不便的技术问题,本发明提供了一种大型水压机下横梁立柱孔表面磨损处焊接修复工艺,可对大型水压机立柱孔表面磨损处进行有效的焊接修复,使得冶金结合的焊接层符合周期性使用,手工研磨的焊接层表面达到运转尺寸,投资费用低,现场操作维护方便,修复时间短。
本发明解决技术问题的技术方案如下:
本发明一种大型水压机下横梁立柱孔表面磨损处焊接修复工艺,所述下横梁的四角位置分别设置有立柱孔,各磨损处位于各立柱孔外侧周围表面,其焊接修复工艺步骤如下:
步骤一、焊前准备;
1.1)、焊接设备:智能精密冷焊机,焊接材料采用2Cr13焊片,氩气纯度≥99.999%;
1.2)、辅助设施:角磨机、直磨机、锉刀、手锤、扁铲、面罩、样板、测温仪、放大镜和保温棉;
1.3)、焊件材料:18MnMoNi低合金钢;
1.4)、焊前堆焊要求:通过手工角磨机和氧·乙炔火焰清理磨损表面,去除铁锈、油脂和水分;
1.5)、焊接位置:水平堆焊;
1.6)、焊接要求:所有焊接层必须无任何焊接缺陷并熔合于母材;
1.7)、焊接工艺参数:根据焊接设备、焊接材料、焊件材质以及焊接要求制定焊接参数
步骤二、焊接实施;
首先通过手工角磨机和氧·乙炔火焰清理各立柱孔外侧的各磨损处表面,去除待焊接修复位置的铁锈、油脂和水分,然后采用智能精密冷焊机选用2Cr13焊片对每个立柱孔的各磨损处进行焊接修复;焊接时,控制焊接层厚度不大于焊片厚度,以设定的电流快速堆焊,使用火焰熔化焊片做直线方向焊接,不摆动;在各立柱孔的各磨损处全部堆焊结束后,采用目测或表面探伤确保焊接层熔合于母材并无任何焊接缺陷后,再进行X形状对称堆焊,即:以每个立柱孔圆周边沿为界在该立柱孔外侧表面划出一个涵盖该立柱孔外侧周围各磨损处的环形区域,将该环形区域划分成四个两两对称堆焊区域,四个堆焊区域的边沿呈“X”形状,每两个对称的堆焊区域为一组,然后通过智能精密冷焊机选用2Cr13焊片先对其中一组堆焊区域进行对称堆焊,再对另一组堆焊区域进行对称堆焊,以此方式直至各立柱孔外侧的磨损处堆焊结束,确保所有的堆焊层高于下横梁的基准面,同时进行堆焊层检测并确认无任何缺陷;
步骤三、焊后处理;
对各立柱孔的各磨损处的堆焊层进行研磨,恢复使用公差尺寸,并在验收合格后,交付使用。
进一步地,所述智能精密冷焊机为型号为HS-ADS05的手工大功率智能精密冷焊机。
进一步地,所述2Cr13焊片的厚度选用0.5mm和1mm两种,对于点状或线状的磨损处采用0.5mm厚2Cr13焊片,其余磨损处采用1mm厚2Cr13焊片。
进一步地,采用0.5mm厚2Cr13焊片堆焊时,焊接电流为40-60A,电弧电压为13±1V,焊接速度为4±1cm/min;采用1mm厚2Cr13焊片堆焊时,焊接电流为60-80A,电弧电压为14±1V,焊接速度为5±1cm/min。
进一步地,进行X形状对称堆焊时,四个堆焊区域均匀划分。
进一步地,所述下横梁各磨损处焊接修复前,在其上表面中心处焊接安装用于各磨损处堆焊结束后进行研磨的旋转研磨装置;所述旋转研磨装置包括在所述下横梁上表面中心处焊接设置的固定圆管,固定圆管的内孔里可转动设置有L型旋转支架,L型旋转支架的横杆上可滑动设置有移动滑架,移动滑架上连接有连接索,连接索的另一端连接有研磨板,研磨板的底部和下横梁上表面接触;各堆焊层焊接结束后,先通过手工角磨机进行粗加工研磨,再通过旋转研磨装置的L型旋转支架转动,带动研磨板对下横梁的上表面的各堆焊层进行研磨精加工。
进一步地,所述移动滑架上开设有与L型旋转支架的横杆相适配的通孔并套设在L型旋转支架的横杆上,其上还贯穿设置有将移动滑架锁紧在L型旋转支架上的锁紧螺杆。
进一步地,所述L型旋转支架的横杆的外侧端部通过固定螺杆安装设置有用于避免移动滑架滑出L型旋转支架端部的挡板。
进一步地,所述连接索为可调整长度的钢丝绳。
进一步地,所述研磨板整体呈长方体状,由铸铁制成。
进一步地,所述L型旋转支架的横杆的外侧端部超出下横梁的外侧边沿。
相对于现有技术,本发明采用HS-ADS05手工大功率智能精密冷焊机,选用马氏体不锈钢2Cr13焊片,有磁性,硬度高,针对大型水压机下横梁局部堆焊时,焊缝金属不仅具有良好的跟母材熔合力学性能,而且接触的表面始终保持不锈光亮清洁度,有效满足水压机下横梁立柱孔外侧磨损处的这种“焊前不预热,焊后不热处理”的焊接修复;另外,本发明还通过设置简易的旋转研磨装置,不仅保证大而重的铸铁研磨板上下吊运检测方便,而且通过L型旋转支架可实现研磨板360°旋转来回接触研磨,使得焊接层恢复使用尺寸,投资费用低,现场操作维护方便,修复时间短,焊接层符合周期性使用,实用性强。
附图说明
图1为本发明一种大型水压机下横梁立柱孔表面磨损焊后研磨装置的结构示意图;
图2为本发明一种大型水压机下横梁立柱孔表面磨损焊后研磨装置的爆炸示意图;
图3为本发明中下横梁的结构示意图;
图4为本发明中移动滑架的结构示意图;
图5为本发明中X形状焊接示意图;
图中:1、下横梁;10、磨损处;11、立柱孔;2、固定圆管;3、L型旋转支架;4、移动滑架;5、锁紧螺杆;6、挡板;7、固定螺杆;8、连接索;9、研磨板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。除非另作定义,此处使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“内”、“外”等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对位置改变后,则该相对位置关系也相应地改变。
图3示出的大型水压机的下横梁1,该下横梁1的边沿处对称设置有四个立柱孔11,下横梁1经长时间使用后,在各立柱孔11外侧表面会出现点状、线状或其它形状的各类磨损处10,需要对这些磨损处10进行焊接修复后并将焊接层研磨精加工至使用尺寸。
如图1至图5所示,本发明一种大型水压机下横梁立柱孔表面磨损处焊接修复工艺,包括如下步骤:
步骤一、焊前准备;
1.1)、焊接设备:型号为HS-ADS05的手工大功率智能精密冷焊机,焊接材料采用2Cr13焊片,焊片厚度选用0.5mm和1mm两种,氩气纯度≥99.999%;
1.2)、辅助设施:角磨机、直磨机、锉刀、手锤、扁铲、面罩、样板、测温仪、放大镜和保温棉;
1.3)、焊件材料:18MnMoNi低合金钢;
1.4)、焊前堆焊要求:通过手工角磨机和氧·乙炔火焰清理磨损表面,去除铁锈、油脂和水分;
1.5)、焊接位置:水平堆焊;
1.6)、焊接要求:所有焊接层必须无任何焊接缺陷并熔合于母材;
1.7)、焊接工艺参数:根据焊接设备、焊接材料、焊件材质以及焊接要求制定焊接参数;
焊接工艺参数
Figure BDA0003493773050000041
步骤二、焊接实施;
首先通过手工角磨机和氧·乙炔火焰清理各立柱孔11外侧磨损处10表面,去除焊接修复位置的铁锈、油脂和水分,然后采用型号为HS-ADS05的手工大功率智能精密冷焊机选用2Cr13焊片对每个立柱孔11的各磨损处10进行焊接修复;焊接时,对于点状或线状的面积较小的磨损处10采用0.5mm厚2Cr13焊片,其余面积较大的磨损处10采用1mm厚2Cr13焊片,控制焊接层厚度不大于焊片厚度,使用两种厚度的焊片焊接时,以所制定的焊接参数中电流快速堆焊,使用火焰熔化焊片做直线方向焊接,不摆动,控制焊缝的稀释率,确保冶金结合后的焊接层符合周期性使用的要求;在各立柱孔11的各磨损处10全部堆焊结束后,采用目测或表面探伤确保焊接层熔合于母材并无任何焊接缺陷后,再进行X形状对称堆焊,即:如图5所示,以每个立柱孔11圆周边沿为界在该立柱孔11外侧表面划出一个涵盖该立柱孔11外侧周围各磨损处10的环形区域,将该环形区域划分成四个两两对称堆焊区域,可以编号为101、102、103和104,四个堆焊区域的边沿呈“X”形状,每两个对称的堆焊区域为一组,然后通过智能精密冷焊机选用2Cr13焊片(厚度可选1mm)先对其中一组堆焊区域进行对称堆焊(如编号为101和102的堆焊区域),再对另一组堆焊区域进行对称堆焊(如编号为103和104的堆焊区域),以此方式直至堆焊结束,确保所有的堆焊层高于下横梁1的基准面,同时确认各堆焊层表面经过目测和放大镜确认无缺陷后,再通过仪器进行无损检测确认内部无任何缺陷;
步骤三、焊后处理;
对各立柱孔11的各磨损处10的堆焊层进行研磨,通过样板对比,恢复使用公差尺寸,并在验收合格后,交付使用,经过周期运转达到机械性能效果。
本实施例中,所述下横梁1各磨损处10焊接修复前,可在其上表面中心处焊接安装用于各磨损处10堆焊结束后进行研磨的旋转研磨装置;所述旋转研磨装置包括在所述下横梁1上表面中心处垂直焊接设置的固定圆管2,固定圆管2的内孔里可转动设置有L型旋转支架3,L型旋转支架3的横杆上可滑动设置有移动滑架4,移动滑架4上连接有连接索8,连接索8的另一端连接有研磨板9,研磨板9的底部和下横梁1上表面接触;各堆焊层焊接结束后,先通过手工角磨机进行粗加工研磨,再通过旋转研磨装置的L型旋转支架3转动,带动研磨板9对下横梁1的上表面的各堆焊层进行研磨精加工,直至下横梁1的各立柱孔11达到使用要求,研磨完成后拆除固定圆管2即可将该旋转研磨装置从下横梁1上移走。焊接前,可先将固定圆管2垂直焊接在下横梁1的中心位置,待各磨损处10焊接修复并进行各焊接层的手工角磨机研磨粗加工后,再然后依次安装该旋转研磨装置的其它各部件,然后旋转L型旋转支架3即可带动研磨板9在各焊接层进行研磨,直至下横梁1达到使用要求。本实施例中,可将移动滑架4在L型旋转支架3的横杆上左右移动,以调整研磨板9的研磨半径,满足研磨的需要。
本实施例中,所述移动滑架4上开设有与L型旋转支架3的横杆相适配的通孔并套设在L型旋转支架3的横杆上,用于移动滑架4在左右移动,其上还贯穿设置有将移动滑架4锁紧在L型旋转支架3上的锁紧螺杆5。
本实施例中,所述L型旋转支架3的横杆的外侧端部通过固定螺杆7安装设置有用于避免移动滑架4滑出L型旋转支架3端部的挡板6。
本实施例中,所述连接索8为可调整长度的钢丝绳,便于研磨板9的吊运及研磨需要。
本实施例中,所述研磨板9整体呈长方体状,由铸铁制成,底面积大的一面用于研磨,以提升研磨效果。
本实施例中,所述L型旋转支架3的横杆的外侧端部超出下横梁1的外侧边沿,以使得研磨板9的研磨半径覆盖整个下横梁1的上表面。
本实施例中,为达到更好的焊接修复效果,在进行X形状对称堆焊时,四个堆焊区域均匀划分。
以上仅为本发明的较佳实施例,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种大型水压机下横梁立柱孔表面磨损处焊接修复工艺,所述下横梁(1)的四角位置分别设置有立柱孔(11),各磨损处(10)位于各立柱孔(11)外侧周围表面,其焊接修复工艺步骤如下:
步骤一、焊前准备;
1.1)、焊接设备:智能精密冷焊机,焊接材料采用2Cr13焊片,氩气纯度≥99.999%;
1.2)、辅助设施:角磨机、直磨机、锉刀、手锤、扁铲、面罩、样板、测温仪、放大镜和保温棉;
1.3)、焊件材料:18MnMoNi低合金钢;
1.4)、焊前堆焊要求:通过手工角磨机和氧·乙炔火焰清理磨损处表面,去除铁锈、油脂和水分;
1.5)、焊接位置:水平堆焊;
1.6)、焊接要求:所有焊接层必须无任何焊接缺陷并熔合于母材;
1.7)、焊接工艺参数:根据焊接设备、焊接材料、焊件材质以及焊接要求制定焊接参数
步骤二、焊接实施;
首先通过手工角磨机和氧·乙炔火焰清理各立柱孔(11)外侧各磨损处(10)表面,去除待焊接修复位置的铁锈、油脂和水分,然后采用智能精密冷焊机选用2Cr13焊片对每个立柱孔(11)的各磨损处(10)进行焊接修复;焊接时,控制焊接层厚度不大于焊片厚度,以设定的焊接电流快速堆焊,使用火焰熔化焊片做直线方向焊接,不摆动;在各立柱孔(11)的各磨损处(10)全部堆焊结束后,采用目测或表面探伤确保焊接层熔合于母材并无任何焊接缺陷后,再进行X形状对称堆焊,即:以每个立柱孔(11)圆周边沿为界在该立柱孔(11)外侧表面划出一个涵盖该立柱孔(11)外侧周围各磨损处(10)的环形区域,将该环形区域划分成四个两两对称堆焊区域,四个堆焊区域的边沿呈“X”形状,每两个对称的堆焊区域为一组,然后通过智能精密冷焊机选用2Cr13焊片先对其中一组堆焊区域进行对称堆焊,再对另一组堆焊区域进行对称堆焊,以此方式直至堆焊结束,确保所有的堆焊层高于下横梁(1)的基准面,同时进行堆焊层检测确认无任何缺陷;
步骤三、焊后处理;
对各立柱孔(11)的各磨损处(10)的堆焊层进行研磨,恢复使用公差尺寸,并在验收合格后,交付使用。
2.根据权利要求1所述的一种大型水压机下横梁立柱孔表面磨损处焊接修复工艺,其特征在于:所述智能精密冷焊机为型号为HS-ADS05的手工大功率智能精密冷焊机。
3.根据权利要求1所述的一种大型水压机下横梁立柱孔表面磨损处焊接修复工艺,其特征在于:所述2Cr13焊片的厚度选用0.5mm和1mm两种,对于点状或线状的磨损处(10)采用0.5mm厚2Cr13焊片,其余磨损处(10)采用1mm厚2Cr13焊片。
4.根据权利要求3所述的一种大型水压机下横梁立柱孔表面磨损处焊接修复工艺,其特征在于:采用0.5mm厚2Cr13焊片堆焊时,焊接电流为40-60A,电弧电压为13±1V,焊接速度为4±1cm/min;采用1mm厚2Cr13焊片堆焊时,焊接电流为60-80A,电弧电压为14±1V,焊接速度为5±1cm/min。
5.根据权利要求1所述的一种大型水压机下横梁立柱孔表面磨损处焊接修复工艺,其特征在于:进行X形状对称堆焊时,四个堆焊区域均匀划分。
6.根据权利要求1所述的一种大型水压机下横梁立柱孔表面磨损处焊接修复工艺,其特征在于:所述下横梁(1)各磨损处(10)焊接修复前,在其上表面中心处焊接安装用于各磨损处(10)堆焊结束后进行研磨的旋转研磨装置;所述旋转研磨装置包括在所述下横梁(1)上表面中心处焊接设置的固定圆管(2),固定圆管(2)的内孔里可转动设置有L型旋转支架(3),L型旋转支架(3)的横杆上可滑动设置有移动滑架(4),移动滑架(4)上连接有连接索(8),连接索(8)的另一端连接有研磨板(9),研磨板(9)的底部和下横梁(1)上表面接触;各堆焊层焊接结束后,先通过手工角磨机进行粗加工研磨,再通过旋转研磨装置的L型旋转支架(3)转动,带动研磨板(9)对下横梁(1)的上表面的各堆焊层进行研磨精加工。
7.根据权利要求5所述的一种大型水压机下横梁立柱孔表面磨损处焊接修复工艺,其特征在于:所述移动滑架(4)上开设有与L型旋转支架(3)的横杆相适配的通孔并套设在L型旋转支架(3)的横杆上,其上还贯穿设置有将移动滑架(4)锁紧在L型旋转支架(3)上的锁紧螺杆(5)。
8.根据权利要求5或6所述的一种大型水压机下横梁立柱孔表面磨损处焊接修复工艺,其特征在于:所述L型旋转支架(3)的横杆的外侧端部超出下横梁(1)的外侧边沿,其横杆的外侧端部通过固定螺杆(7)安装设置有用于避免移动滑架(4)滑出L型旋转支架(3)端部的挡板(6)。
9.根据权利要求7所述的一种大型水压机下横梁立柱孔表面磨损处焊接修复工艺,其特征在于:所述连接索(8)为可调整长度的钢丝绳。
10.根据权利要求8所述的一种大型水压机下横梁立柱孔表面磨损处焊接修复工艺,其特征在于:所述研磨板(9)整体呈长方体状,由铸铁制成。
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