[发明专利]大型往复式压缩机曲轴裂纹手工氩弧焊冷态焊接修复技术

说明书

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，特别是大型设备的冷态焊接修复技术。

背景技术

目前针对大型往复式压缩机曲轴轴颈裂纹缺陷的处理手段既单一又无奈。浅表微裂纹一般采用磨削后配装相应小尺寸的轴承，或者激光熔敷后磨削到相关尺寸，但前提条件是保证曲轴强度和不影响装配的技术指标；而对于深度裂纹，尤其是出现在曲轴轴颈和与曲柄接壤的R处的深度裂纹，由于该处裂纹扩展将直接导致曲轴断裂，因此习惯的处理办法基本是废弃不用更换合格备件来恢复机器的原有功能，而没有备件储备的机组只能停车待援。

国内外也有过对大型曲轴深度裂纹缺陷修复的尝试，如采用“预热填焊后热处理再校正”的修理方法，这种传统意义上的焊接经实践证明始终有道迈不过去的坎，那就是焊接热应力和热变形带来的曲轴失效。曾经有容忍曲拐热变形的严重超差指标强行装机运行的案例，结果只能是运行不下去停机等待换轴，或者投入运行几天就发生曲轴断裂造成重大机械事故。目前国内外有不少曲轴断裂事故分析的论文和专著，结论多是针对曲轴设计、制造的改良，而具有推广价值、行之有效、工艺便捷的大型往复式压缩机曲轴裂纹修复技术至今还没有出现。

发明内容

本发明旨在解决大型往复式压缩机曲轴产生裂纹、磨损、弯曲、变形等非损毁性缺陷修理存在的技术风险高、成功率低、采用传统焊接工艺热应力和热变形所至的曲轴失效易造成重大机械事故等技术问题，以提供一种在常温状态下即可完成焊接；工艺简捷；焊件不需要预热、焊接、热处理、机械校正工序和大型的配套设施；修复技术可靠、便捷、经济、安全的大型往复式压缩机曲轴裂纹手工氩弧焊冷态焊接修复技术。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明的大型往复式压缩机曲轴裂纹手工氩弧焊冷态焊接修复技术，由如下步骤构成：

a)清除待修复曲轴颈裂纹，调整曲轴主轴颈的同轴度偏差小于0.05mm、曲轴颈与母线的平行度偏差小于0.05mm；

b)进行待修复曲轴锻钢焊接工艺评价；

c)将待修复曲轴吊装就位于车床，车床卡盘与中心架支撑并找正，脱开离合器手动卡盘旋转配合手工氩弧焊施焊；

d)划线分区三次施焊，补焊至机加工尺寸；

e)施焊过程的变形检测与控制；

f)磨削机加工。

本发明的大型往复式压缩机曲轴裂纹手工氩弧焊冷态焊接修复技术，其中所述步骤b中待修复曲轴锻钢工艺评价包括：

a)评定焊接产生的延迟性裂纹倾向，并进行热裂纹和冷裂纹试验予以验证；

b)评定焊接产生的热应力和热变形影响，校核曲轴最危险截面的静强度和疲劳强度。

本发明的大型往复式压缩机曲轴裂纹手工氩弧焊冷态焊接修复技术，其中所述步骤c中车床为C650。

本发明的大型往复式压缩机曲轴裂纹手工氩弧焊冷态焊接修复技术，其中所述步骤d中三次施焊的方式分别为底层补坑填焊、半圆补焊、整圆补焊。

本发明的大型往复式压缩机曲轴裂纹手工氩弧焊冷态焊接修复技术，其中所述步骤e中施焊过程的变形检测与控制包括：

g)曲轴施焊的变形量检测：检测曲轴主轴颈变形的专用磁力表座安装在机床导轨上，监测反馈主轴颈水平、垂直两个方向百分表的数值变化，测点一5的位置为联轴器端油封处，测点二6为曲轴中段最易变形的部位，测点三7在靠近中心架的主轴颈位置，测点四8为曲轴非联轴器端的主轴颈处；

h)曲轴施焊的变形量控制：焊接过程各监测点水平、垂直两个方向的百分表数值无变化时可连续施焊，如果监测点的百分表读数有变化应立即停止焊接，记录各监测点水平、垂直两个方向的百分表数值，等待曲轴温度下降至各轴颈水平、垂直两方向的百分表读数恢复到焊接前数值时再进行继续焊接；若不能恢复到焊前数值时，应转动曲轴至变形的相反方向进行焊接，待各监测点百分表数值变化至焊前读数时，停止焊接使曲轴自然恢复到原始状态，再进行下一步的施焊。

本发明的大型往复式压缩机曲轴裂纹手工氩弧焊冷态焊接修复技术，其中所述步骤f的磨削机加工包括：

a)磨削前应保证曲轴图纸要求的最小加工余量以上，精磨至曲轴主轴颈工作尺寸后无损探伤检测没有缺陷；