曲轴裂纹的修理

　　0　引言
　　裂纹是曲轴的一种常见缺陷，若存在的裂纹未经检查发现而缺乏修理，或者已发现的裂纹修理不当，常常会导致曲轴裂纹进一步扩展，Z终导致曲轴断裂而报废。然而，曲轴又是柴油机零部件中Z重要Z昂贵的部件，曲轴的使用寿命往往决定了整台柴油机的使用寿命，因此研究正确修理曲轴裂纹对于柴油机维修来说，具有十分重要的意义。
　　某旧柴油发电机组型号为10V260（1860A），在拆检时发现曲轴第4档曲柄销轴径上有一凹坑缺陷，尺寸长×宽×深为45mm×15mm×10mm，另外在该轴径处有一裂纹，深度约10mm，裂纹长约45mm左右。业主对有裂纹的曲轴进行修复的要求。为了保证修复质量，根据多年维修经验，研究编制了施工工艺，并按此实施。
　　1　主要工艺过程和修复措施
　　①将曲轴转至Z佳操作位置，距裂纹两端5mm处各打一止裂孔，防止裂纹在施工过程中进一步扩展，止裂孔深度应大于裂纹深度。
　　②用风磨机和凿子清除裂纹，并制成坡口，着色探伤，确认无残余裂纹。
　　③曲轴材料取样化验，根据化学分析报告，确定曲轴的材质，选用J507低氢碱性焊条进行现场堆焊。焊条使用前按规定要求进行烘干、保温处理。
　　④焊前先将邻近的两列缸的4只活塞连杆组件抽除，非焊接区域的轴径和工作面用石棉布包扎好，油孔堵好，防止焊接飞溅烫伤和污染其他部位。
　　⑤为监控焊接引起的曲轴变形，在相邻的左右两拐档处各安装1只拐档表，事先盘动曲轴，记录焊前的拐档差数据。
　　⑥焊接区域周围用丙酮仔细清洗，去除油污和杂质；将两侧的拐档表调至零位；等准备工作就绪后开始堆焊。堆焊时，采用分层堆焊，堆焊时还应注意观察拐档表读数，当变化值超过0.02mm时应停止焊接，待焊接区域彻底冷却接近常温，并且左右拐档表指针归零后再开始进行堆焊。每焊一层时，焊接电流应尽可能小，以便获得Z小的热影响区，每层焊接结束后，焊缝用小锤敲打几遍，释放焊接应力。
　　⑦Z后堆焊区应高出轴径表面3-4mm。
　　⑧凹坑处也采用上述工艺进行修理。
　　⑨焊后加工采用手工修锉、拂圆并抛光的办法，达到规定尺寸。复测曲轴拐档差，将测量结果与原测量值比较，没有明显变化。由此证明，曲轴在焊接结束后，没有变形。
　　⑩探伤采用表面着色探伤和内部超声波探伤的方法检查焊接区域是否存在缺陷。
　　⑾装复试车按原机组额定负荷的70%-80%的比例加负载进行效用试验。
　　2　修复注意事项
　　①较深裂纹通常是指不能通过局部修磨、分级修理、尺寸修配等方法来消除的严重裂纹，焊补是对钢质曲轴裂纹修理的有效措施，具有相当可观的经济意义。对于铸铁、球墨铸铁等曲轴来说，由于可焊性差，若存在较深裂纹通常只能作报废处理。
　　②曲轴焊补成功的关键在于控制焊接产生的变形，避免产生严重的焊接应力以及严格控制焊接质量等关键工艺环节上。
　　③根据曲轴的维修经验，实地监控曲轴拐档差即可有效地测量曲轴轴线是否良好，曲轴是否存在变形，该实例正是运用此原理有效的监控了曲轴在焊接过程中的变形情况。
　　④由于曲轴焊补后不具备条件进行去应力退火，而且在退火过程中不可能进行曲轴变形的控制，因此在焊接工艺中尽可能采用小焊接规范施工，并且要求每次焊接结束后，堆焊区必须用小锥锤击，从而达到释放焊接应力的目的，避免严重的应力集中，防止在今后的使用中裂纹进一步产生。
　　⑤操作人员的操作水平及严格的工艺纪律是控制焊接质量的保证。
　　该机组修理后运行一直较正常，焊补修理是成功的。对于钢质曲轴来说，裂纹通过焊补修理可以基本恢复原有的使用功能，具有极高的经济价值。