[发明专利]烧结机台车断裂焊接修复方法

说明书

技术领域

本发明属于对开裂的球墨铸铁件进行焊接修复的技术领域，是涉及一种以基质为球墨铸铁材料的烧结机台车断裂焊接修复方法。 

背景技术

烧结机的台车为整体铸造的刚性框架，中间的两条主梁截面规格较大，两边的端梁截面规格较小，材质为球墨铸铁。在烧结矿的生产过程中，烧结机台车各部件在运行过程中受到冷热循环差别较大，产生热胀冷缩的变化时间也不一致，且主梁和端梁为刚性框架，导致端梁受主梁限制产生强大拉应力，且球墨铸铁延伸率很低，脆性大，抗拉强度小，拉应力超出抗拉强度就会产生断裂，经过多次冷热循环，裂口逐步延伸，直至整个截面断裂，完全断裂的断口间隙呈现上大下小状态。我国钢铁冶金企业烧结生产每年在用球墨铸铁台车约15000台，在使用过程中有80%会出现裂缝，由于球墨铸铁材料的不可焊性，大部分厂家都是直接将其报废，导致设备运行成本居高不下。 

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供一种能充分利用废旧设备、修复成本低的以球墨铸铁为基质的烧结机台车断裂焊接修复方法，本发明主要是通过有效热处理将使外部应力对焊缝的影响由拉应力转为压应力，达到通过焊接修复烧结机台车断裂处的目的。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种烧结机台车断裂焊接修复方法，该烧结机台车是由主梁、端梁和侧梁组成的框架结构，主梁和端梁为刚性框架，导致端梁受主梁限制产生强大拉应力，致使侧梁所受拉应力超出抗拉强度而产生断裂，其修复工艺步骤是： 

第一步：加工断口两侧坡口，在保证焊接操作前提下尽量采用小角度坡口角度，有利于减小焊缝角变形应力，坡口间隙尽量平直均匀，焊道弯曲部位尽量平缓过渡；

第二步：在台车端梁断口的相邻主梁上同截面部位加热，使其受热膨胀从而张开断口，加热温度持续稳定，主梁上加热纵向范围在与断口同截面附近，减小横向筋板对断口展开效果的影响；

第三步：在断口上下翼缘端塞入楔子使断口二次张开，断口两端塞开距离尽量一致；

第四步：断口焊接：制定合理焊接顺序，焊道纵向焊接顺序为先焊腹板，然后松开楔子焊接翼缘端，焊道截面焊接顺序是先从坡口底往上焊坡口面，然后填焊焊缝中间空隙，最后进中间焊缝合拢焊接；

第五步：断口腹板焊完后，松开楔子填充焊接翼缘端，此时腹板焊缝已承受压应力，翼缘端的焊接同腹板焊接工艺，在翼缘端过渡层焊接时，当加热温度不够时，采用火焰辅助加热；

第六步：焊道焊完后对焊缝金属保温缓冷，保证熔合线区域球墨铸铁力学性能，最后停止主梁加热空冷，主梁冷却收缩，弥补侧粱焊接接头收缩量，同时由于主梁加热范围较大，收缩量大于焊接接头收缩量从使接头施加二次压应力。

在所述第二步中，由于球墨铸铁含碳量高，热膨胀性较大，加热温度不得高于消应力退火温度，温度过高容易出现加热区域软化，膨胀率受另一侧主梁和端梁限制，断口张开效果不理想，对烧结机台车的加热温度为500～600℃。 

在所述第四步的焊接过程中，采用间歇焊工艺，毎焊接一定长度停下立即对焊缝金属进行锤击使其产生横向延展，尤其在合拢焊道焊接时需全面充分的锤击焊缝金属让其在冷却过程中充分延展；焊接参数在保证熔合性基础上尽量采用小线能量参数，减小焊缝热输入对接头熔合区的影响。 

所述第四步焊接采用只在焊缝和母材之间焊接镍基焊材过渡层，焊道中间用低合金钢焊材替代填充的方法降低焊材成本。焊接时先在坡口面用手工电弧焊焊接过渡层，然后用CO₂气体保护焊填充焊接中间层，中间层按照顺序进行填充焊接，过渡层焊接前对坡口面进行预热处理，改善镍基焊条与球墨铸铁的焊接性，中间填充焊接时不用加热，只需保持合适的层间温度。 

本发明的积极效果是: 通过有效热处理使外部应力对焊缝接头的影响由拉应力转为压应力，通过制定合理焊接顺序，保证球墨铸铁台车焊接修复后机械性能，达到完全修复烧结机台车侧梁断口的效果，该技术具有可行有效、修复成本低、修复率高、修复后显著改善台车框架整体力学性能延长台车使用寿命的特点，在烧结机台车的修废利旧降低设备运行成本方面取得显著良好效果。且采用只在焊缝和母材之间焊接镍基焊材过渡层，焊道中间用低合金钢焊材替代填充的方法降低焊材成本，不仅可获得巨大的经济效益，并充分利用废旧设备，大大降低了设备运行成本。 

附图说明

图1 烧结台车结构示意图。 

图2 断口焊接填充顺序示意图。 

图中：1-主梁、2-端梁、3-侧梁、4-滚轮、5-主梁加热区域、6-断裂口、7-背面清根部分、8-坡口面打底过渡层。