转炉驱动端耳轴的补焊

郭峻¹　崔贞玉²
（1.中国重型机械集团大连加氢反应器有限公司工程师，辽宁大连 116113；2.中国重型机械集团大连加氢反应器有限公司助理工程师，辽宁大连 116113）

　　摘　要：介绍转炉耳轴的补焊方法及注意事项。
　　关键词：转炉；耳轴；补焊；工艺方案
　　耳轴作为倾动转炉装置的重要受力部件，体积大、吨位重，材料特殊，部位关键，耳轴一旦出现问题，将导致转炉无法正常工作，会造成不可估量的损失。下面着重介绍超差耳轴的补焊方法。
　　某单位在机加转炉耳轴时，由于操作者工作失误，加工中造成耳轴直径尺寸小了0.6mm，为了保证耳轴能够正常使用，决定在其表面进行补焊，焊后重新加工满足尺寸要求。为保证补焊层的材料性能，同时保证焊接厚度，防止堆焊层出现薄弱区域影响使用寿命，补焊之前将耳轴在直径方向上整体再加工掉4mm，然后沿轴向对耳轴外圆进行补焊。
　　1　焊接工艺方案
　　1.1 堆焊前的准备
　　由于耳轴尺寸较大，现场没有变位器设备，也无法在托辊上进行堆焊，只能将耳轴放置在自制的支架上，利用天车带动套筒进行转动，达到焊接耳轴外圆的目的。焊接方式为手工电弧焊，焊接方案见图1。 　　此轴为空心结构，材质为20MnMoNb、20MnMoNb，常温下可焊性很差，易出现裂纹缺陷。如果预热不均工件也可能出现裂纹而报废。所以在堆焊之前，在轴的内部及外部均采用自制煤气排管，同时点燃，将耳轴均匀加热，用测温仪进行检测，当轴体温度达到180-200℃时开始施焊。由于焊条R307的力学性能及使用条件与轴的材质20MnMoNb相匹配，故焊接材料采用焊条R307。
　　二者力学性能指标比较如表1、2。

　　1.2 堆焊过程及工艺
　　达到预热温度要求后采用焊条R307（Ø4mm、Ø5mm）进行堆焊。焊接规范如表3。

　　（1）堆焊前焊条须经烘焙350℃×1h，焊接时采用多层多道、小规范、短弧焊不摆动且焊道不宜过长。
　　（2）每道焊缝覆盖上一道焊缝的1/2左右，收弧时注意填满弧坑。焊缝接头处必须相互错开，4名焊工在轴的两侧对称施焊，每层焊完后必须清理干净后才能焊接下一层。
　　（3）焊接时不能存在咬边、夹渣、气孔、未熔合等缺陷。如有缺陷立即清除再进行焊接。焊接时温度严格控制在180-200℃。
　　（4）在下一层焊接前必须将上一层清理干净并打磨平整。
　　1.3 消氢处理
　　焊接达到尺寸要求后，用煤气进行消氢处理，使焊缝中的氢扩散，防止冷裂。消氢处理为350℃×1h。
　　2　探伤
　　焊后表面打磨平整后进行探伤。MT：按照ASME第V卷第七章规定标准；UT：按照ASME第V卷第五章规定标准。
　　3　焊后热处理
　　将整个焊接件进炉热处理，曲线如图2。

　　4　结语
　　在此之前，分公司一直缺乏耳轴的补焊经验，经过工艺人员的技术攻关，终于完成了驱动端耳轴的修复任务。工件经探伤完全合格，机械加工后已经应用于设备上，而且运行良好。因此证明该工艺方案是完全符合使用要求的。从选定焊接材料到整个焊接工艺过程都非常切合实际，为类似工件的补焊积累了成功经验。