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      ZG45CrMo 大齒輪是磨機(jī)傳動(dòng)裝置中的主要部件，大齒輪為"T"型結(jié)構(gòu)，齒頂圓直徑為7648mm，齒寬為610mm，重達(dá)20445kg。由于結(jié)構(gòu)尺寸大，為兩半把合結(jié)構(gòu)， 母材為ZG45CrMo， 正火態(tài)，280～320HB，模數(shù)為30。該齒輪在使用過程中由于操作失誤，造成齒面上有1 個(gè)深約55mm、寬約50mm 的溝需要修補(bǔ)。大齒輪修補(bǔ)工作難度很大，為圓滿完成修補(bǔ)工作，制訂了詳細(xì)的焊接修補(bǔ)方案，采取修補(bǔ)全程質(zhì)量跟蹤等措施，首例成功地修復(fù)了大齒輪，挽回了經(jīng)濟(jì)損失，為同類大齒輪的修復(fù)提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

      1 焊接方法及材料

      根據(jù)該大型齒輪的材料、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、缺陷情況及焊補(bǔ)的拘束度等實(shí)際狀況， 決定采用焊條電弧焊方法。選擇焊接材料時(shí)，首先考慮錳的影響，錳是重要的淬透性元素， 對(duì)焊縫金屬的韌性有很大影響。錳含量在1.5%附近時(shí)焊縫金屬有最好的韌性。鎳的作用與錳相似，較錳作用弱，與錳共存時(shí)，鎳更有利于針狀鐵素體的形成，先共析鐵素體減少，組織進(jìn)一步細(xì)化，在低碳低硫含量的條件下，鎳對(duì)提高金屬韌性是有利的。錳和鎳都能提高鋼材的淬透性， 且隨著錳和鎳含量的增加，焊補(bǔ)金屬的強(qiáng)度、硬度也隨之提高，當(dāng)錳含量在1.5%左右、鎳含量在1.3 左右時(shí)韌性最好。因此，焊條選用J857CrNi，直徑為4.0mm。J857CrNi 的化學(xué)成分及性能如表1 所示，大齒輪化學(xué)成分及力學(xué)性能要求如表2 所示。

      2 焊補(bǔ)工藝方案

      大齒輪修補(bǔ)難度大，為圓滿完成修補(bǔ)工作，我們制訂了詳細(xì)的修補(bǔ)方案， 如根據(jù)需焊補(bǔ)部位的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，有針對(duì)性的選擇預(yù)熱形式和方法，同時(shí)結(jié)合設(shè)備的精度制定詳細(xì)的焊接監(jiān)控措施， 又根據(jù)待修復(fù)部位需焊補(bǔ)的大小采用層間錘擊釋放應(yīng)力和焊后去應(yīng)力退火等方案，有效的解決了施焊空間深而窄小、預(yù)熱困難、焊縫質(zhì)量不易保證等難題。為確保修復(fù)質(zhì)量，又制定了詳細(xì)的大齒輪修補(bǔ)過程質(zhì)量跟蹤卡。具體焊補(bǔ)工藝方案如下：

      (1) 焊接位置采用立向上焊接， 焊接過程中整個(gè)大齒輪仍然兩半把合。

      (2) 焊前焊條在400℃保溫1 h 烘干，烘干后裝入保溫筒通電保溫。焊接電流：130～180A， 電壓24～28V，焊道寬度小于12mm。 (3) 焊前用履帶式加熱片采用遠(yuǎn)紅外預(yù)熱，輪緣內(nèi)外面、端面（即待焊區(qū)域附近齒輪的寬度和厚度方向）都預(yù)熱，范圍約1.5m，其他部位全部包上保溫材料。預(yù)熱溫度400℃，保溫8h 后開始焊接。

       (4) 焊接時(shí)， 輪緣內(nèi)面、上端面繼續(xù)遠(yuǎn)紅外加熱，下端面增設(shè)煤氣預(yù)熱裝置，焊接過程中不關(guān)閉，以保證焊接層間溫度不低于300℃。焊接過程中每一次起弧前都要測(cè)量層間溫度， 必須保證300℃以上，否則停止施焊加大煤氣繼續(xù)加熱到溫度。焊接過程連續(xù)進(jìn)行， 焊接規(guī)范統(tǒng)一化。焊接采用多層多道焊，短弧焊接，每道焊縫寬度小于15mm。除第一層和最后一層外， 其余焊道焊后用電動(dòng)沖擊錘錘擊焊道。每焊1 層都用風(fēng)槍擊打焊縫至變形，以釋放焊接應(yīng)力。錘擊焊縫的關(guān)鍵點(diǎn)在"每一層最后一道與上端斜坡口熔合的焊道"，錘擊一定要細(xì)致均勻。清理干凈焊渣，仔細(xì)觀察，保證肉眼看不到缺陷再進(jìn)行下一層的焊接。相鄰兩焊層間的錘擊方向要相反，然后繼續(xù)施焊。焊接過程中注意起弧和收弧，要填滿弧坑，且不允許在弧坑上再次起弧和收弧。蓋面層要高出母材2mm 以上。

      (5) 焊接完成后立即進(jìn)行遠(yuǎn)紅外退火， 退火區(qū)域約1.5m，退火溫度(560±10)℃，保溫時(shí)間8 h，升降溫速度≤40℃/h， 降至200℃以下打開遠(yuǎn)紅外和保溫材料空冷至室溫。然后打磨焊縫區(qū)域進(jìn)行無損檢測(cè)，對(duì)焊補(bǔ)區(qū)域?qū)影碐B/T1135B-1989《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級(jí)》的探傷標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行超聲波探傷檢驗(yàn)，一次焊補(bǔ)合格。

      3 結(jié)語

      該大齒輪經(jīng)修復(fù)加工各項(xiàng)指標(biāo)都符合要求，三年來使用至今工作情況良好，用戶非常滿意。大齒輪首次成功修復(fù)， 為同類結(jié)構(gòu)大齒輪的修復(fù)提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。