[发明专利]一种堆焊修复大型齿轮的工艺

说明书

本发明属于焊补技术领域，特别是一种堆焊修复大型齿轮的工艺。

目前，大型机器设备中大部分零部件，例如大型机械齿轮经过一段时间的使用磨损后因尺寸精度等原因而报废。由于这类大型齿轮重量大、体积大、生产成本高，价格昂贵，将给企业造成较大的经济损失。为此，寻求一种修复工艺，将已报废的大型齿轮进行修复，使其重新投入使用，可以大大降低产品的生产成本，给企业带来巨大的经济效益。堆焊工艺是修复大型零件(如大型齿轮)的一种有效方法。通常是在零件的磨损部位上堆敷一层具有一定性能的材料，经机械加工后达到零件原来的尺寸及使用性能。现阶段，堆焊的种类较多，如手电弧堆焊、氧乙炔锔表面堆焊、埋弧堆焊及等离子弧堆焊等。这些堆焊工艺普遍存在效率低，成本高等不足。另外，《电焊机》杂志1989年第二期第28页发表了题为“双联齿轮的焊接修复”一文，该技术主要是采用E-450焊机，焊丝为φ1.2的H08MnSiA，焊接电流为150-170安培，电弧电压为22-24伏，送丝速度为4.5米/分，气体流量为10-15l/分，由于该技术的双联齿轮所焊接修复的部位是锻造夹层，经粗车后尺寸大于图纸要求经分析该处超差部位为过孔，无特殊技术要求，也就是说此处耐磨性及强度要求不高，故对堆焊质量要求不高，因此，它可以采用常规较低焊接电流强度(只有150-170安培)和较低的送丝速度(4.5米/分)就可满足要求。但是对于对堆焊质量要求较高，可以减小焊件热影响区，相应的耐磨性和强度就较高(这里焊件热影响区小，其耐磨性和强度等就较高，说明堆焊后质量好)的大型齿轮齿部等，上述技术则无法解决。

本发明的目的是提供一种生产效率高、质量好、成本低、操作方便的堆焊修复大型齿轮的工艺，在大型齿轮已磨损掉的部位经过一定的工序堆敷具有一定性能的金属材料，然后经机械加工等使其具备原来的性能，其可以减小焊件热影响区，变形小，堆焊表面平整，易于加工等。

本发明是通过下列方式予以实现的：一种堆焊修复大型齿轮的工艺，包括清理、装夹、堆焊、机械加工等工序，所说的堆焊工序采用CO₂气体保护焊机进行CO₂气体保护焊，焊丝直径为φ1.0～1.6毫米，其特征在于：送丝(焊丝)速度为8米/分，电流强度为400安培，焊嘴应高出齿轮工作齿面100毫米，并与堆焊平面成70°夹角，待CO₂气体喷出1秒钟后开始送丝(焊丝)，为使齿轮不局部过热，沿平行与齿宽方向，每个齿从齿根向齿顶一道一道堆焊，焊完一个面后，转动齿轮接着焊下一个齿，直到所有齿堆焊高度达到原来齿廓并留有一定的机械加工余量为止。上述工艺中的清理工序主要是清除齿轮表面的污垢，检查齿轮表面有无缺陷、裂纹，通常表面清理越彻底越好，以防堆焊工序中产生夹杂或气孔而影响齿轮的性能。装夹工序是在预先特制的夹具及工作台上进行，利用其调整架将齿轮连接好，调整螺母使支撑轴处于圆心，经过转动调整使齿轮不偏心。机械加工工序可采用刨床加工，也可采用铣床加工。采用刨床加工时，先准备好齿廓的样板，并选好基准面，样板跨三齿以上保证堆焊修复后的齿轮的运动误差，加工时先粗刨然后用样板刀精刨；利用铣床加工时，选好基准面，对好分度盘进行加工。

本发明的生产工艺及采用该工艺堆焊修复的产品(即大型齿轮)和现有技术相比，具有生产效率高，质量好，操作安全方便等特点，同时堆焊修复的产品热影响区小，变形小，焊缝成形表面美观平整，可大大降低生产成本，效益显著等特点。这里热影响区问题是由于送丝速度快为8米/分(是现有技术的近2倍)，电流强度高为400安培(是现有技术的2倍以上)等工艺参数的改进，焊接速度非常快，进而减少焊接高温停留时间，因此减小了焊接热影响区，相应提高了堆焊质量，如提高了耐磨性和强度等。

本发明的最佳实施例：

一种堆焊修复大型齿轮的工艺，包括清理、装夹、堆焊、机械加工等工序，所说的堆焊工序采用CO₂气体保护焊机进行CO₂气体保护焊，焊丝直径为φ1.0～1.6毫米，其特征在于：送丝(焊丝)速度为8米/分，电流强度为400安培，焊咀应高出齿轮工作齿面100毫米，并与堆焊平面成70°夹角，待CO₂气体喷出1秒钟后开始送丝(焊丝)，为使齿轮不局部过热，沿平行与齿宽方向，每个齿从齿根向齿顶一道一道堆焊，焊完一个面后，转动齿轮接着焊下一个齿，直到所有齿堆焊高度达到原来齿廓并留有一定的机械加工余时为止。上述工艺中的清理工序主要是清除齿轮表面的污垢，检查齿轮表面有无缺陷，裂纹，通常表面清理越彻底越好，以防堆焊工序中产生夹杂或气孔而影响齿轮的性能。装夹工序是在预先特制的夹具及工作台上进行，利用其调整架将齿轮连接好，调整螺母使支撑轴处于圆心，经过转动调整使齿轮不偏心。机械加工工序可采用刨床加工，也可采用铣床加工。采用刨床加工时，先准备好齿廓的样板，并选好基准面，样板跨三齿以上保证堆焊修复后的齿轮的运动误差，加工时先粗刨然后用样板刀精刨；利用铣床加工时，选好基准面，对好分度盘进行加工。本发明除对大型齿轮进行堆焊修复外，还可以堆焊修复其它大型工件。