[发明专利]重载万向接轴中间轴的组焊方法

权利要求书

1.一种重载万向接轴中间轴，它包括托架轴(1)、接管Ⅰ(2)、接管Ⅱ(3)、焊接法兰Ⅰ(4)、焊接法兰Ⅱ(5)，其组焊方法是：以托架轴为中心，两侧依次与接管、焊接法兰两两对称的分段组对焊接，即首先托架轴(1)的左右两侧依次与接管Ⅰ(2)、接管Ⅱ(3)焊接，然后接管Ⅰ(2)与焊接法兰Ⅰ(4)焊接、接管Ⅱ(3)与焊接法兰Ⅱ(5)焊接，形成中间轴整体；其具体步骤是：

①焊缝设计：将相邻两个零件之间的焊缝按照零件的厚度和材质进行焊接坡口的设计；相邻两个零件之间的焊缝坡口单边角度为2°，焊缝底部钝边为3mm，底部半径R为10mm；

②预热组装：将组对焊接的相邻两个零件之间的焊缝处与内定心环进行预热组装，内定心环与零件的内孔为过盈配合；内定心环与零件内孔的过盈配合处光洁度达到Ra1.6以上，且内定心环的外径与零件的内孔之间的过盈量为0.2mm；

③焊前预热：焊前对组装的焊缝区域的一定长度范围，采用环形加热器对内定心环内孔及焊接部位外圆同时进行预热，以焊缝为中心，每个需要焊接的零件预热的长度范围为：L*(4-5)，其中L为焊缝的深度，预热温度250℃，预热后的焊缝部位从底部至上部的温度差不超过60℃；

④焊接：焊接采用自动埋弧焊接设备，焊枪在焊缝内左右摆动、均匀焊接，焊枪两侧自带跟踪爪，实时调整焊枪距相对焊缝的位置，保证焊缝质量符合要求；左右焊接的零件两外端使用装夹工装进行装夹，保证两者之间的焊缝距离；至少采用两组滚轮架支撑左右焊接的零件，左右焊接的零件同速度匀速旋转，用埋弧自动焊从坡口底部钝边处开始焊接，保证焊缝内部的均匀焊接；焊剂牌号SJ101，焊丝规格为2.4mm，焊丝的主要成分为：C：0.05-0.18％、Mn：1.5-2.2％、Si：≤0.60％、S：≤0.025％、P：≤0.025％、Ni：0.80-1.50％、Mo：0.60-1.0％、Ti：≤0.15％；焊接时的工艺参数为：电流：打底层350～400A，填充层、盖面层380～420A；电压：28～31V；焊接速度：30～40cm/min；

⑤焊缝热处理：采用环形加热器，对焊缝内外加热保温进行退火，消除焊接应力，防止焊后延迟缺陷产生；退火工艺为500℃保温12小时；

重复上述步骤①到⑤。

2.一种重载万向接轴中间轴的组焊方法，所述中间轴包括托架轴(1)、接管Ⅰ(2)、接管Ⅱ(3)、焊接法兰Ⅰ(4)、焊接法兰Ⅱ(5)，其组焊方法是：以托架轴为中心，两侧依次与接管、焊接法兰两两对称的分段组对焊接，即首先托架轴(1)的左右两侧依次与接管Ⅰ(2)、接管Ⅱ(3)焊接，然后接管Ⅰ(2)与焊接法兰Ⅰ(4)焊接、接管Ⅱ(3)与焊接法兰Ⅱ(5)焊接，形成中间轴整体；当焊接法兰材质为42CrMo，托架轴材质为34CrNi3Mo，接管为45钢时，其组焊方法的具体步骤是：

①焊缝设计：根据五件零件的材质和托架轴与接管、接管与焊接法兰对接的焊缝处的壁厚为100mm，确定五件零件之间的焊缝坡口单边角度为2°，焊缝底部钝边为3mm，底部半径R为10mm圆滑过渡；

②零件预热组装：按照五个零件坡口处内孔尺寸设计相应尺寸的内定心环四件，内定心环的尺寸为：壁厚25mm，长度100mm，内定心环的外径与零件的内孔之间为过盈配合，过盈量为0.2mm，过盈配合处光洁度达到Ra1.6以上；

采用环形加热器将组对焊接的两零件之间焊缝处的坡口端加热，加热保温后测量内孔胀大量至少达到过盈量且具有0.1mm的装配间隙时，以焊缝中间位置为中心将定心环放入坡口处的内孔处进行组装，从而保证在焊接旋转过程的同心度；加热温度为500℃，保温4小时，热装过程调整好零件的相位；

③焊前预热：以焊缝中间位置为中心，焊接的两个零件各取400mm进行预热，采用环形加热器对坡口处进行焊前预热，预热温度250℃±10℃；热后的焊缝部位从底部至上部的温度差不超过60℃；

④焊接：采用四组滚轮架支撑焊接件，两端使用装夹工装对两个零件的外端进行装夹，且同速度匀速旋转，用埋弧自动焊从坡口底部钝边处开始焊接，保证焊缝内部的均匀焊接；焊接时，焊剂牌号SJ101，焊丝规格2.4mm，焊丝的主要成分为：C：0.05-0.18％、Mn1.5-2.2％、Si：≤0.60％、S；≤0.025％、P：≤0.025％、Ni：0.80-1.50％、Mo：0.60-1.0％、Ti：≤0.15％；

焊接时的工艺参数为：电流：打底层350～400A，填充层、盖面层380～420A；电压：28～31V；焊接速度：30～40cm/min；

焊接采用自动埋弧焊接设备，焊枪在焊缝内左右摆动、均匀焊接，焊枪两侧自带跟踪爪装置，实时监测焊枪距焊缝两侧的距离并进行自动调整，保证焊缝的均匀焊接，保证焊缝质量符合要求；

⑤热处理：焊缝焊接结束后，采用内环形加热器、外环形加热器进行退火，消除焊接应力；退火工艺为：500℃保温12小时，既使焊缝进行充分的退火，也不能降低焊接件本体的硬度和性能；

重复上述步骤①到⑤。