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    大型减速机壳体的组焊工艺

    发布时间:2020-09-21 23:34:00 点击:

      泰兴减速机专业生成厂家泰强减速机2020年9月21日讯  大型减速机的壳体由于结构复杂、体积较大,一般都采用了焊接结构件,其组焊工艺是否合理直接影响设备的质量和性能,文中就以本公司生产的一种大型泰兴减速机为例进行分析、探讨,制订出合理的壳体组焊工艺。


      关键词:大型减速机壳体;结构特点;焊接性分析;组焊工艺;泰兴减速机

       

      本公司生产的轧钢设备中,泰兴减速机是其关键设备,这种大型的减速机壳体一般都选用焊接式结构,这种设备一般单重都在几十 t,造价上百万元。由于设备的工作环境非常复杂, 在工作中要承受较大的载荷,且壳体不能有任何渗漏变形等,所以对其制作质量要求非常高。本公司生产此类设备多年,装备了许多钢铁企业,也积累了丰富的生产经验,文中以一种产品为例对其组焊工艺进行探讨。

      1    壳体结构简介


      泰兴减速机壳体由上箱体和下箱体组成,下箱体自身质量约 15 t,上 箱体约 6.5 t,最大长度 6 457mm,宽度 2 401 mm,高度 2 110 mm。箱体主要受力部分板材材质为 Q345B 钢 , 板厚从 16 mm 到 70mm 不等,轴承座材质为 ZG310-570 钢,共13组。

      2    箱体组焊特点及焊接性分析


      由于箱体尺寸较大,精度要求较高,控制好焊接变形是基本要求,因此,必须从工艺上充分考虑。


      其箱体立板为双层结构,形成了半封闭腔体,组焊时,既要考虑组装方便,保证焊接工艺性, 还要保证焊接质量,不能有渗漏;轴承座为铸件,且壁厚较大,焊接中需严格按照工艺要求焊接,控制好热输入,以避免产生冷裂纹。ZG310-570 属于中碳钢, 其主要化学成分见表1。经换算可知,其碳当量约为 0.80%,有比较大的淬硬倾向, 焊接性较差, 在热影响区易形成低塑性马氏体组织,当焊件的刚性较大或焊接材料、工艺参数选用不当时, 易产生冷裂纹。

       

      表1   ZG310-570 钢的主要化学成分(质量分数)(%) 

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      Q345B 是低碳合金钢,是以 Mn,Si 为主要合金元素的钢种,属热轧钢,其屈服强度高于 343 MPa,主要化学成分见表2。从表 2 可计算出, 其碳当量取最大值为 0.49%,从而可以算出相应的裂纹敏感系数最大值为 0.30%。这种材料有较好的抗热性能,一般不会出现热裂纹。但焊接 Q345B 钢板易出现冷裂纹的问题, 淬硬组织是引起冷裂纹的决定性因素,所以在制订焊接工艺时应充分考虑氢的因素,为防止出现冷裂纹,需采取预热措施。

       

      表2   Q345B 钢化学成分(质量分数)(%)

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      3    组装工艺顺序及坡口形式


      下箱体的组焊顺序依次为:拼焊底板、调平、探伤。在底板划线,组装内层立板、外层立板, 加工艺支撑, 焊接立板焊缝、 焊接立板与底板焊缝,组装下轴承座、组装下盖板法兰, 并采用点固焊固定。


      上箱体的组焊顺序依次为:在下箱体的结合面上点固焊上轴承座,并与连接法兰组对,和下箱体采用点固焊固定,与箱体立板和筋板组对,加工艺支撑,焊接立板各缝、焊接立板与连接法兰焊缝,与盖板以及垫板和吊耳等小件组对后,再整体焊接。轴承座与箱体的结构形式如图 1 所示,座体厚度100mm 以上,背部与立板焊为一体,耳端与连接法兰焊接,立板与底板、法兰和轴承座的坡口形式(图 2a),连接法兰与轴承座的坡口形式(图2b)。


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      图1   轴承座与箱体的结构形式示意图


      泰兴减速机,减速机,泰兴减速机厂,江苏泰强减速机有限公司 图2   坡口形式

       

      4    焊接工艺参数及过程实施


      焊接方法采用 CO?气体?;ず?,焊接工艺参数见表 3,在进行立焊和横焊时,焊接电流比表3 中的参数略小约 10%~15%。

       

      表3   焊接工艺参数

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      (1)焊前准备焊前应将坡口两侧各至少50mm范围内的油污、锈迹、氧化膜及其他污物清除干净,轴承座和厚板法兰的焊接,需采用局部火焰预热的方法,预热到 250℃左右。注意多层多道焊的层间用风铲敲击清理,并保证层间温度,焊接过程由 4 名持证的合格焊工同时对称焊接。


      (2)焊接顺序先焊下箱体各立板接缝、立板与底板横缝、下轴承座与法兰与立板焊缝(上下箱体需采用点固焊固定,以防止法兰变形),再焊上箱体立板接缝、立板与法兰焊缝、盖板焊缝,随后翻个再焊背面余缝。焊完后,上下箱体分开,焊接连接法兰及轴承座拼接焊缝, 此处需要打磨清理好,并预热焊接,以避免奥氏体晶粒粗化;适当增大热输入,使接头的冷却速度降低,以防止热影响区产生淬硬组织。


      (3) 焊后退火处理焊接完成后,采用点固焊将上下箱体固定,并需立即进炉进行消应力退火处理,退火温度为600~650 ℃。退火处理后需喷砂、修磨,并检验。

      5    检验


      修磨完成后,将上下箱体放于平台,按图样尺寸检查,相应尺寸均符合图样精度要求,法兰平度偏差≤5 mm,焊缝外观经100%目视检测,焊缝及热影响区不得有裂纹、未焊透、未熔合及超过容许限度的咬边、弧坑、夹渣等缺陷,焊缝外观尺寸应全部符合图样要求,焊缝UT 探伤合格后按技术要求进行密闭性试验, 不得渗漏。


      6    结语


      本公司生产的此类设备在许多钢铁生产企业中已使用多年,均未发生设备性能质量问题,可见生产制作工艺非常成熟,作为设备的箱体部分,制订出合理的组焊接工艺非常重要,然后严格按照工艺要求控制好整个组焊过程,才能保证设备的各项指标满足技术要求。


      作者

      张广英

      山东冶金机械厂有限公司


      参考文献:


      [1]杜国华.实用工程材料焊接手册[M].北京:机械工业出版社,2004.
      [2]中国机械工程学会焊接学会.焊接手册:第3 卷:焊接结构[M].北京:机械工业出版社,2008.

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