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采用復合焊接法修復減速器軸承座孔
2011-11-03
作者：宋保華 麻軼成 黨亮
（長慶鉆井總公司慶陽石油機械修造廠）
（長慶鉆井總公司慶陽石油機械修造廠）
一臺鉆井機的減速器經過長期使用后，軸承部位出現發熱、發響、漏油等情況。檢查發現減速器軸承座孔磨損，軸承存在“外圈轉動”現象。
該減速器殼體材料為灰鑄鐵，可焊性較差，焊接時易產生白口組織、氣孔和裂紋。2個軸承座孔分別裝3524和3526型軸承，2座孔設計尺寸分別為Ф215+0.01mm、Ф260+0.01mm。
由于軸承金屬材質強度高、硬度大，部件運行過程中受到振動沖擊和其他的復合力不是很大，所以要求軸承座孔材料硬度要適中，且抗沖擊、抗振動性能好。
該減速器殼體材料為灰鑄鐵，可焊性較差，焊接時易產生白口組織、氣孔和裂紋。2個軸承座孔分別裝3524和3526型軸承，2座孔設計尺寸分別為Ф215+0.01mm、Ф260+0.01mm。
由于軸承金屬材質強度高、硬度大，部件運行過程中受到振動沖擊和其他的復合力不是很大，所以要求軸承座孔材料硬度要適中，且抗沖擊、抗振動性能好。
1.常用的修復方法
(1)鑲套法
具體工藝是：將軸承座孔清洗干凈后，鏜大8～10mm，鑲套后鏜至設計尺寸。其優點是方法簡單、成本低、修復時間短。缺點是：鑲套后若套與軸承間隙過小，易使軸承發熱；反之易使軸承滑落。且鑲套次數越多，殼體的報廢速度越快。
(2)銅焊法
具體工藝是：先將軸承座孔清洗干凈并鏜大5～6mm，再將殼體放至烤箱加熱至400 ℃左右預熱；焊接前將座孔加熱至紅熱狀態(約900~950℃)，用火焰燒融銅焊條使溶化后的銅合金滲入鑄件表面層的小孔進行焊補；焊后放入烤箱(溫度在250 ℃左右)緩慢冷卻；Z后將孔鏜至設計尺寸。
其優點是：修復后軸承座孔的抗沖擊、抗振性好，修復后軸承座孔質量較穩定，使用周期較長。缺點是：焊修工藝較復雜，時間長，焊條成本較高；銅合金較軟，修復后易磨損，磨損較薄后容易掉皮，從而使軸承產生偏磨、發熱和發響現象。
2.修復方法的改進
由于銅焊法質量穩定，使用周期較長，決定在銅焊法的基礎上進行改進。
(1)材料選用
選擇常用的J507焊條和J422焊條。J507焊條是碳鋼焊條，藥皮類型為低氫鈉型堿性藥皮，主要用途是焊接中碳鋼和低合金結構鋼，可焊性良好，焊接電流為直流。J422焊條為酸性藥皮，交、直流焊機均可使用，但使用直流容易發生偏弧現象，電流選擇不當還容易產生夾渣、未焊透等缺陷；一般用于普通鋼鐵類結構焊接，對強度無特別要求。
(2)實施方案
將軸承孔清洗干凈后，鏜大10mm。將2孔用J507焊條直接焊至小于設計尺寸后，再上鏜床鏜至設計尺寸。
經實際焊接后發現，用J507焊條焊接灰鑄鐵殼體后，可焊性很好；但焊接后產生了白口組織，硬度很高，鏜修困難，無法鏜至2孔的設計尺寸和要求的粗糙度。改用J422焊條焊接后，發現焊接部位裂紋較多，焊層與殼體融合性很差。
綜合以上J507焊條和J422焊條的焊接特性，通過試驗Z終采用復合焊法來修復減速器軸承座孔(見附圖)。即先用J507焊條均勻鋪焊孔單邊2.5～3mm，將焊渣清理干凈后，再用J422焊條在J507焊層上鋪焊，直至焊孔直徑小于軸承座孔設計尺寸2～3mm，Z后將孔鏜至設計尺寸。
(1)鑲套法
具體工藝是：將軸承座孔清洗干凈后，鏜大8～10mm，鑲套后鏜至設計尺寸。其優點是方法簡單、成本低、修復時間短。缺點是：鑲套后若套與軸承間隙過小，易使軸承發熱；反之易使軸承滑落。且鑲套次數越多，殼體的報廢速度越快。
(2)銅焊法
具體工藝是：先將軸承座孔清洗干凈并鏜大5～6mm，再將殼體放至烤箱加熱至400 ℃左右預熱；焊接前將座孔加熱至紅熱狀態(約900~950℃)，用火焰燒融銅焊條使溶化后的銅合金滲入鑄件表面層的小孔進行焊補；焊后放入烤箱(溫度在250 ℃左右)緩慢冷卻；Z后將孔鏜至設計尺寸。
其優點是：修復后軸承座孔的抗沖擊、抗振性好，修復后軸承座孔質量較穩定，使用周期較長。缺點是：焊修工藝較復雜，時間長，焊條成本較高；銅合金較軟，修復后易磨損，磨損較薄后容易掉皮，從而使軸承產生偏磨、發熱和發響現象。
2.修復方法的改進
由于銅焊法質量穩定，使用周期較長，決定在銅焊法的基礎上進行改進。
(1)材料選用
選擇常用的J507焊條和J422焊條。J507焊條是碳鋼焊條，藥皮類型為低氫鈉型堿性藥皮，主要用途是焊接中碳鋼和低合金結構鋼，可焊性良好，焊接電流為直流。J422焊條為酸性藥皮，交、直流焊機均可使用，但使用直流容易發生偏弧現象，電流選擇不當還容易產生夾渣、未焊透等缺陷；一般用于普通鋼鐵類結構焊接，對強度無特別要求。
(2)實施方案
將軸承孔清洗干凈后，鏜大10mm。將2孔用J507焊條直接焊至小于設計尺寸后，再上鏜床鏜至設計尺寸。
經實際焊接后發現，用J507焊條焊接灰鑄鐵殼體后，可焊性很好；但焊接后產生了白口組織，硬度很高，鏜修困難，無法鏜至2孔的設計尺寸和要求的粗糙度。改用J422焊條焊接后，發現焊接部位裂紋較多，焊層與殼體融合性很差。
綜合以上J507焊條和J422焊條的焊接特性，通過試驗Z終采用復合焊法來修復減速器軸承座孔(見附圖)。即先用J507焊條均勻鋪焊孔單邊2.5～3mm，將焊渣清理干凈后，再用J422焊條在J507焊層上鋪焊，直至焊孔直徑小于軸承座孔設計尺寸2～3mm，Z后將孔鏜至設計尺寸。
復合焊法修復減速器軸承座孔
在鏜孔時為了保證2軸承座孔中心距在偏差范圍內，須將減速器殼體上蓋與下殼體用螺栓固定好，并在殼體加工時試裝新軸承，確保同軸度。
這種復合焊接法具有工藝簡單、成本低、步驟少，修復時間較短等優點。修復后，軸承座孔硬度高，不易磨損，從而延長了修理周期；重復修理時，累計誤差非常小，大大減少了發熱、發響等問題的發生。采用復合焊法對減速器殼體軸承座孔進行修復后，其使用周期延長，質量更加可靠。
這種復合焊接法具有工藝簡單、成本低、步驟少，修復時間較短等優點。修復后，軸承座孔硬度高，不易磨損，從而延長了修理周期；重復修理時，累計誤差非常小，大大減少了發熱、發響等問題的發生。采用復合焊法對減速器殼體軸承座孔進行修復后，其使用周期延長，質量更加可靠。
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