低合金钢轴的焊条电弧焊堆焊修复技术

1.40Cr中碳钢轴堆焊修复

有一材质为40Cr钢压辊轴质量约1t，在粗车时因故严重超差，原精车尺寸要求为ϕ280mm，现轴尺寸为ϕ275～280mm，最大超差为5mm，超差部分长约200mm，采用堆焊方法对压辊轴进行了修复，获得了满意的结果。

40Cr轴为中碳调质钢，碳当量为0.76%，焊接性能较差，焊接过程中的主要问题是如何防止冷裂纹的产生。

1）堆焊前准备。

①焊前清理与预热。将堆焊部位及附近的油、锈等污物清理干净，工件整件预热至280～300℃，再把工件放在两根槽钢上，由两名辅助工人滚动工件，协助焊工操作。

②堆焊材料选择。选用ϕ3.2mm和ϕ4.0mm的J506（E5016）焊条，焊条在350～400℃焙烘1～2h，随用随取，堆焊时采用直流反接。

2）堆焊工艺。

①第一层用ϕ3.2mm的焊条，堆焊由两名焊工轮流操作，不得中断，换焊条的速度越快越好，焊速稍慢，采用多层多道短弧操作，焊条不作横向摆动以避免气孔、夹渣等缺陷的产生。堆焊的方向必须沿该轴环向方向进行，焊道接头重叠10～15mm。熄弧时填满弧坑，以防止弧坑裂纹。

②第一层堆焊完成后，立即清渣，宏观检查有无裂纹等缺陷，若有应立即清除并予以焊补，然后尽快进入第二层堆焊。第二层用ϕ4.0mm的焊条，第二层焊完后即能弥补超差尺寸。

③堆焊过程中用表面温度计监控层间温度，使其不低于250℃，若温度太低，则用氧乙炔焰进行局部加热。(www.xing528.com)

3）焊后热处理。焊后立即将整个工件放入加热炉中，加热至830～845℃，然后进行退火处理。焊后经检查未发现裂纹，基本上无焊接变形，精车后上机安装使用。

2.18MnMoNb水轮机大轴的堆焊修复

某厂生产的水轮机大轴材质为18MnMoNb，由两段锻造筒体采用电渣焊焊接而成，焊后经正火+回火处理。轴总重量为94.2t，大轴外径为2150mm，内径为1400mm，壁厚375mm，轴端法兰直径为2800mm，轴长6910mm。焊后经超声波探伤检查，发现焊缝内有0.8mm的密集性夹渣，长度约为200mm，深度为100mm。根据大轴缺陷的情况，采用焊条电弧堆焊修复，取得了较好的效果。

18MnMoNb钢属高强度低合金钢，碳当量为0.495%，具有一定的淬硬倾向。由于壁厚焊补金属量大，焊缝中吸收氢的量也较大。

1）焊前准备。

①清理缺陷。按探伤确定出的缺陷部位，用碳弧气刨、风铲和砂轮等将缺陷全部清理干净。用碳弧气刨时，由于渗碳和压缩空气冷却的作用，可能产生淬火组织，易形成裂纹，因此，须经150～200℃预热。彻底清除焊补处的油污、飞溅，并使焊补部位平整圆滑。清理后的部位须经检查确认无缺陷后方可进行焊补。

②堆焊材料选择。选用ϕ4.0mm或ϕ5.0mm的J707（E7015-G）焊条，焊前焊条须经350℃烘干1h，放入保温筒中随用随取。

2）焊接工艺。焊接采用直流反接。焊接时焊条作横向摆动，短弧、多层焊，严格控制层间温度（250～300℃），应使各层起弧位置相互错开，每焊完一层必须清理焊渣，并进行锤击处理，以减少焊接应力。焊接时应连续操作，焊后立即进行回火处理。

堆焊后经超声波探伤检查，确保无缺陷后装机使用。