大型蜗杆的表面喷焊
[摘 要] 氧―乙炔火焰喷焊方法是具有设备简单、操作容易、工艺灵活、修复速度快且不必再行机加工等特点，对提高产品质量，降低成本有明显的效果。
本文主要介绍现场大型蜗杆表面的氧―乙炔火焰喷焊技术，希望促进这一技术的推广应用。
下载论文网 [关键词] 氧―乙炔火焰；喷焊工艺；实例分析；焊接技术 doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 — 0194 . 2014 . 09. 038 [中图分类号] F273.1 [文献标识码] A [文章编号] 1673 — 0194（2014）09— 0066— 02 1 前 言 氧―乙炔火焰金属粉末的喷焊工艺是用自燃性合金粉末，通过氧―乙炔火焰加热后喷射，沉积并熔化在金属零件表面上形成具有特殊性能的表面熔覆层。
喷焊层表面光滑平整，与基体材料的结合力强，通过改变合金粉末的成分，可以使喷焊层具有抗磨损、耐腐蚀、抗氧化、耐热、耐冲击等性能。
它既能与喷涂一样，使焊层薄而光滑，又能与堆焊一样，焊层呈焊合状态渗透结合面层。
而电弧对焊的焊层表面不均匀，焊后机加工切削余量较大，消耗材料较多。
本文主要介绍现场大型蜗杆表面的氧―乙炔火焰喷焊技术，希望促进这一技术的推广应用。
2 蜗杆修复实际举例 一件蜗杆高800mm，？准630mm，表面磨损，需要进行表面硬化和修复，厚度为2毫米，要求采用氧―乙炔火焰喷焊技术，自熔性粉末材料为镍F105―Fe，其化学成分为C：0.60～1.0、Cr：14.0～18.0、Si：3.5～5.5、B：3.0～4.5、Fe≤5、Ni：余，+35%Wc、硬度（HRC）≥55。
要求蜗杆经过表面硬化和修复后，具有抗磨损、耐腐蚀，、抗氧化、耐热、耐冲击性能，并保证喷焊层表面光滑平整，表面粗糙度Ra达到12.5～50即可。
不开裂，喷熔覆盖层本身必须均匀、致密性好、无气孔、无夹渣。
2.1 对焊接的技术要求 （1）喷焊层必须完全与母材结合，保证在使用中只能有磨损，在冲击载荷作用下不得产生脱落。
（2）耐磨合金层的使用寿命在生产不得低于5年。
（3）硬度要求：合金层在任何部位检测时，表面硬度均需保证达到HRC40～50。
（4）表面质量要求：合金喷焊层打磨光滑后，表面应无裂纹，如果局部产生裂纹，只允许有肉眼观察到的现象而实际没有问题。
2.2 实施焊接需要解决的技术难题 （1）修复在使用过程中的零件表面，喷焊是十分重要的，它一方面是修复磨损零件的名义尺寸，另一方面是为了获得具有特殊性的熔敷金属层。
但大多数的喷焊都是在普通低合金钢或碳素钢母材上进行的，这些材料都具有良好的塑性和韧性，一般母材不会产生淬硬组织。
像蜗杆这样的大型零件，母材本身就不是45#钢，具有较大的淬硬倾向，因此防止开裂和翘曲，是必须考虑的首要问题。
（2）对喷焊层的硬度、耐磨性能、焊层厚度及使用寿命都有严格的要求。
这对于采用手工喷焊工艺也带来了操作上的困难，必须在喷焊时采取技术措施加以解决。
（3）蜗杆这样的大型零件，刚性大，含碳量又高，在焊前应进行整体预热，焊后的保温处理也必不可少。
2.3 蜗杆耐磨合金层喷焊 2.3.1 焊前准备工作 （1）工件表面的准备：待焊工件表面准备极为重要，一定要清除工件表面氧化物、油污、铁锈、氧化皮等，使工件表面呈金属光泽。
（2）工件的预热准备：把H01—20型大号焊炬预热到250℃～300℃。
（3）制作样板。
因焊后不加工，必须保证尺寸精确。
（4）喷焊枪和合金粉末的准备，最好用快速氧气和乙炔气接头以加快换枪速度。
（5）准备好保温材料。
2.3.2 喷焊工艺过程 （1）由于蜗杆较大，不能在车床上进行旋转喷焊，只能把待喷工件悬空垫起。
（2）对喷焊工件进行预热，预热温度一般为250℃～300℃。
（3）预热后在修复面上薄薄地（约0.1～0.3mm）喷上一层粉末作预保护层，以减少工件表面在随后的喷熔过程中造成的氧化、夹渣等缺陷。
熔合度比较好控制，工作效率比较高。
（4）操作中注意事项。
为了减少合金元素的烧损以及控制焊层的厚度，操作时力求速度要适当，如果移动太快，会使某些覆盖的粉末来不及熔化，造成疏松；如果移动太慢，又会使局部过烧，造成表层合金元素烧损，使表层硬度降低。
（5）预保护焊后局部极热，当温度达到使工件表面的预护层粉末开始湿润时，便可开始送粉进行喷焊，并用火焰将喷撒上去的粉末熔化，在保证结合良好的前提下，要注意掌握好时间，使内外均达到熔化。
因此，一定要控制好底层的温度，使之达到熔化，才能保证结合质量。
（6）控制喷焊尺寸的主要措施是：送粉速度要均匀，用粉量要相等以确保厚度。
（7）施焊时，喷焊过程不得中断，必须连续焊完以保证一定的温度。
焊完后立即用草木灰覆盖使其缓冷，防止产生裂纹。
2.4 使用情况 根据使用单位反馈回来的信息，到目前为止，喷焊修复过的蜗杆喷焊层无脱落、翘曲现象，运转正常，磨损量比预计的要小得多。