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CN109079421B - 一种机车缓冲杆表面修复再制造的方法 - Google Patents

一种机车缓冲杆表面修复再制造的方法 Download PDF

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CN109079421B
CN109079421B CN201811272174.8A CN201811272174A CN109079421B CN 109079421 B CN109079421 B CN 109079421B CN 201811272174 A CN201811272174 A CN 201811272174A CN 109079421 B CN109079421 B CN 109079421B
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groove
welding
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buffer rod
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马彦龙
庞西南
胡登文
梁盈
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Abstract

一种机车缓冲杆表面修复再制造的方法,其步骤如下:S1、筛选出可修复的待修复缓冲杆;S2、检验待修复缓冲杆的磨损量,分别在缓冲杆的不同半径的轴段,按磨损量尺寸确定待修复区域,并在待修复区域加工待修复坡口;S3、对待修复缓冲杆依次进行喷砂处理、清洗和预热处理;S4、将待修复缓冲杆的一端固定在变位器上,通过CMT自动焊接系统对待修复坡口进行连续环形焊接完成待修复缓冲杆的修复;S5、对步骤S4得到的修复缓冲杆进行焊后缓冷处理;S6、对修复缓冲杆的修复区域按照原件图纸尺寸机加工,然后整体喷砂处理。本发明方法成本低、效率高、修复质量高,通过本发明方法修复再制造后可达到新件质量标准。

Description

一种机车缓冲杆表面修复再制造的方法
技术领域
本发明涉及一种机车缓冲杆表面修复再制造的方法,属于表面修复再制造技术领域。
背景技术
近年来我国经济的快速发展,交通运输业处于爆发式增长阶段。随着交通业的发展,报废量也在喷井式的增加,造成环境污染、资源浪费等问题。修复再制造工程可以缓解资源压力,环境保护作用突出、增加就业率,蕴含着较高的经济附加值,具有良好的发展前景。
机车部件修复再制造已成为资源有效利用、降低企业成本的发展趋势。但是从整体看,我国机车部件的等领域的修复再制造还处于探索状态,同时国内修复再制造工艺较为简单、基础研究不足、涉足领域较少、产品单一,市场认可度较低。
缓冲杆是机车车辆连接缓冲系统重要零部件之一,在长期使用过程中,容易出现缓冲效果降低、缓冲距离变大、噪音增大等问题,究其原因,主要都是因为缓冲杆工作表面发生、老化以及出现裂纹等原因造成的。每年因磨损、变形、刮伤、腐蚀等而报废造成社会资源浪费。因此,对缓冲杆失效区域进行修复,使其得以“尺寸恢复和性能提升”,这不仅能使磨损的缓冲杆恢复使用性能,而且达到了节约资源、保护环境的目的,具有很大的经济效益和社会效益。所以亟需一种低成本、高效率、高质量的缓冲杆表面修复方法。
发明内容
本发明的发明目的是提供一种低成本、高效率、高质量,修复再制造后可达到新件质量标准的缓冲杆表面修复再制造的方法。
本发明实现其发明目的所采用的技术方案是:一种机车缓冲杆表面修复再制造的方法,其步骤如下:
S1、对拆卸下的有损伤的缓冲杆进行检测筛选,通过X射线探伤和同轴度检测去除有裂纹、同轴度不合格的缓冲杆,筛选出可修复的待修复缓冲杆;
S2、检验待修复缓冲杆的磨损量,分别在缓冲杆的不同半径的轴段,按磨损量尺寸确定待修复区域,并在待修复区域加工待修复坡口,所述坡口两端坡口面的坡口面角度为45°-70°,两坡口面之间的底面为等轴杆;
S3、对加工好待修复坡口的待修复缓冲杆依次进行喷砂处理、清洗和预热处理;
S4、将待修复缓冲杆的一端固定在变位器上,通过CMT焊机与ABB机器人组成的CMT自动焊接系统对待修复坡口进行连续环形焊接完成待修复缓冲杆的修复,得到修复缓冲杆;焊接过程中,通过变位器实现待修复缓冲杆的旋转,CMT焊机的焊枪沿待修复缓冲杆轴向直线行走;
所述通过CMT自动焊接系统对待修复坡口进行连续环形焊接所采用的焊丝为表面镀铜的实芯焊丝,焊丝直径为1.2-1.4mm,焊丝成分为:C≤0.10wt%,Mn:1.65%~2.0wt%,Si:0.55%~0.80wt%,S≤0.020wt%,P≤0.025wt%,Mo≤0.50wt%,Ti≤0.15wt%,Cr≤0.60wt%,W≤0.10wt%,Cu≤0.50wt%余量为Fe;
所述通过CMT自动焊接系统对待修复坡口进行连续环形焊接所采用的焊接参数是:焊接电流130-170A,焊接电压11-18V,弧长修正系数-10,送丝速度3-6m/min,保护气体流速20-25L/min;CMT焊机的焊枪沿待修复缓冲杆轴向直线行走速度为8-12mm/min,熄弧延时400-700s,焊枪角度60°-90°(焊枪角度是指焊枪与待修复缓冲杆轴向之间的夹角,也即焊枪与待修复坡口底面之间的夹角);实现待修复缓冲杆的旋转的变位器参数是:线速度为6-14mm/s,加减速时间为10ms;
S5、对步骤S4得到的修复缓冲杆进行焊后缓冷处理,其具体操作是:将刚完成连续环形焊接的修复缓冲杆埋砂或石棉包裹,缓冷至200-250℃,然后空冷至室温;
S6、对经过步骤S5缓冷处理得到修复缓冲杆的修复区域按照原件图纸尺寸机加工,然后对修复缓冲杆进行整体喷砂处理。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
一、采用CMT焊接方式实现修复,焊接热输入量低,焊接变形量小的特点,无飞溅焊接,能耗低,污染少,作业环境好。利用变位器与CMT自动焊接系统,实现智能化焊接,操作简单、易于控制、焊接效率高、有利于保证焊接质量的稳定性、提高生产效率。
二、缓冲杆母材是45钢,碳含量0.42-0.5钢材淬硬性和冷裂趋势大,本发明方法中焊前预热、控制热输入及焊后热处理以及等工艺措施,可以防止冷裂纹,还可以解决焊接热影响区内高碳马氏体引起的硬化和脆化问题;本发明所采用的焊接工艺及焊接参数可以避免高温回火区软化引起的强度、硬度减低问题。
三、修复过程中只是对一端进行加持固定,可实现自由变形,降低产生的残余应力。
四、实验验证,采用本发明的焊接工艺、独特设计的焊丝设计及焊接参数,在保证硬度、拉伸、冲击等性能的条件下提高修复区域耐磨性,实现缓冲杆修复层与基体冶金结合良好,经磁粉探伤表征,经过本发明修复再制造得到的修复缓冲杆无裂纹、未融合、气孔、夹杂等缺陷,修复质量良好,微观组织晶粒细小、热影响区小于1.5mm,综合力学性能与母材相当,修复再制造后可达到新件质量标准。
五、修复过程中,焊丝的成分设计是关键,申请人经过大量实验调整焊丝成分配比,获得本申请的技术效果,下面简单分析几种化学成分在焊丝中所起的作用:
Si脱氧剂、焊缝金属的合金剂,可以降低焊缝金属的含氧量,提高焊缝金属的冲击韧性,可以与Mn形成已成熟的韧化机理,同时能够起到联合脱氧的作用;Mn:脱氧剂、焊缝金属的合金剂;对焊缝金属的强度和韧性有重要影响。锰可以降低奥氏体向铁素体转变温度,促进AF(针壮铁素体)形成;锰含量增加可以提高焊缝的低温冲击韧性,能与S形成MnS,降低焊缝的杂质含量;Mn能够有效地减少焊缝金属中的含硫量,可以提高焊缝金属的低温韧性,同时提高强度;Cr:耐腐蚀性、向堆焊层中过渡合金元素Cr,元素的过渡起到脱氧和形成硬质相;W:作为硬质相,起着耐磨的作用;Mo:Mo细化焊缝金属晶粒尺寸,能显著提高焊缝金属强度,Mo的适量增加对于焊缝金属冲击功的提高有益的作用;Ti:Ti能细化焊缝金属组织,保证焊缝金属获得针状铁素体组织,保证熔覆金属获得良好的力学性能。
六、实验验证,对刚完成连续环形焊接的修复缓冲杆先缓冷至200-250℃,再空冷至室温,不仅有利于消除残余应力、消除淬硬组织,保证修复区域和热影响区硬度均在技术要求的HB220-250范围内,减少热影响区淬硬组织,保证修复缓冲杆与新缓冲杆硬度相当;而且上述缓冷操作可提高修复区域的冲击性能以及断面延伸率,保证修复为铁素体和珠光体,消除贝氏体组织。
七、在焊接修复之前和完成焊接修复之后均对缓冲杆进行喷砂处理,喷砂处理不仅可以除油污、除铁锈,而且对缓冲的敲击作用会减少残余应力,同时喷砂处理产生的压应力会抵消缓冲杆在使用过程中产生的拉应力,可延长使用寿命。
进一步,本发明所述步骤S2中,磨损部位的磨损深度为1-3mm时,在待修复区域加工的待修复坡口的坡口面角度为45°-60°;所述磨损部位的磨损深度为3-7mm时,在待修复区域加工的待修复坡口的坡口面角度为60°-70°。
如果磨损较大,坡口面角度过小,搭接过程中容易造成熔渣浮不出表面,最终造成夹渣随着磨损深度的增加。随着磨损深度的增加坡口面角度变大有利于修复过程中有效的搭接,消除在坡口面处形成夹杂等缺陷。实验验证,根据不同的磨损情况设计上述坡口面角度有利于提高修复质量。
进一步,本发明所述步骤S3中,对待修复缓冲杆进行预热处理的具体操作是:对待修复坡口及其周围区域进行局部预热,预热温度为160±20℃,预热时间为30-40min。可以采用陶瓷加热毯进行局部预热,预热温度要均匀上升,比如采用50-60℃/h速度升温至160±20℃,可避免不均匀的温度加热产生冷裂纹的倾向。
实验证明,上述预热温度及预热时间可改善焊接区域塑性,减少残余应力;而且,在上述预热温度下进行焊接有利于防止缓冲杆件内部产生微裂纹,同时可避免焊接修复区域和热影响区域出现裂纹和淬硬组织。
更进一步,本发明所述对待修复坡口及其周围区域进行局部预热的周围区域是指:待修复缓冲杆上待修复坡口的坡口面向两端延伸20-30mm的区域。
这样,一方面可以降低缓冲杆局部温差应力,改善内部组织,防止产生或减少淬硬组织;另一方面,由于修复时焊缝路径属于螺旋形,起焊时从坡口面处向未磨损处(未开坡口处)移动1-2mm作为起焊起始点,从而保证焊缝与坡口面搭接良好,熄弧时也是向未磨损处多移动1-2mm,以保证修复完成。对待修复坡口的坡口面向两端延伸20-30mm的区域预热可保证焊缝与坡口面搭接良好。
进一步,本发明所述步骤S4中,通过CMT自动焊接系统对待修复坡口进行连续环形焊接所用的保护气体是20%CO2+80%Ar。
通过不同工艺的试验验证,单纯的使用CO2气体会造成飞溅大、成型差,焊接过程中容易出现焊枪喷嘴粘渣,然后随着焊接过程的进行容易掉入熔池形成夹渣,同时也会出现爆丝现象。而单纯使用Ar气时,工艺稳定,熔深不如混合气体,而且高纯Ar成本太高,因此采用混合气体,混合气体中CO2气体的多少直接影响到焊接时的熔深、熔滴过渡形式。实验证明,采用20%CO2+80%Ar混合气体作为保护气既能改善焊接区域的抗气孔性能,控制飞溅,减少焊后清渣,提高焊丝熔敷率,使得修复成型良好,减少焊接烟尘,兼顾了修复质量及成本。
进一步,本发明所述步骤S4通过CMT自动焊接系统对待修复坡口进行连续环形焊接完成待修复缓冲杆的修复过程中:如果待修复坡口长度小于等于20cm时,采用一次性连续环形焊接完成修复,如果待修复坡口长度大于20cm时,采用分段对称连续环形焊接完成修复。
连续焊接时间过长,缓冲杆热积累会过多,会发生变形,变形后应力会集中,造成表面成型差,经过大量实验,采用上述焊接方式既可以控制热输入、减少变形,又可以通过控制了输入影响组织性能,软化修复区硬度。
进一步,本发明所述步骤S3与步骤S6中,喷砂处理的具体操作是:采用40-50目的石英砂对待修复缓冲杆或修复缓冲杆表面进行全面喷砂处理,喷砂压强为0.6-0.8Mpa。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细描述。
附图说明
图1为本发明实施例对待修复缓冲杆的待修复坡口进行连续环形焊接的示意图。
图2为本发明实施例为图1中A部分放大示意图。
图3为本发明实施例一次性连续环形焊接完成修复示意图。
图4为本发明实施例分段对称连续环形焊接完成修复示意图。
图中,1.1为变位器的主机部分,1.2为变位器的卡盘,1.3为变位器的导轨,1.4为变位器的底座,1.5为与导轨配合的滑块,2.1为待修复缓冲杆的粗端,即大半径轴段,2.2为待修复缓冲杆的细端,即小半径轴段,3.0为CMT焊机的焊枪,3.1为焊丝,4.0为待修坡口,4.1为待修复坡口的坡口面,4.2为待修复坡口底面,θ为坡口面角度,d为待修复坡口的加工深度,5.0为固定安装于滑块1.5上的支撑滚轮,待修复缓冲杆可在支撑滚轮上旋转。
具体实施方式
实施例
一种机车缓冲杆表面修复再制造的方法,其步骤如下:
S1、对拆卸下的有损伤的缓冲杆进行检测筛选,通过X射线探伤和同轴度检测去除有裂纹、同轴度不合格的缓冲杆,筛选出可修复的待修复缓冲杆;
S2、检验待修复缓冲杆的磨损量,分别在缓冲杆的不同半径的轴段(缓冲杆包括粗端和细端,粗端为大半径轴段,细端为小半径轴段,在待修复缓冲的粗端和细端分别确定待修复区域并加工待修复坡口,图1中,待修复缓冲杆的粗端不需要修复,只有细端磨损需要修复,只在细端开待修复坡口),按磨损量尺寸确定待修复区域,并在待修复区域加工待修复坡口,所述坡口两端坡口面的坡口面角度为45°-70°,两坡口面之间的底面为等轴杆;可选的,所述磨损部位的磨损深度为1-3mm时,在待修复区域加工的待修复坡口的坡口面角度为45°-60°;所述磨损部位的磨损深度为3-7mm时,在待修复区域加工的待修复坡口的坡口面角度为60°-70°;如图1和图2所示,4.0为在缓冲杆的小半径轴段的待修复区域加工的待修复坡口,为等轴杆形状。
S3、对加工好待修复坡口的待修复缓冲杆依次进行喷砂处理、清洗和预热处理;
可选的,喷砂处理的具体操作是:采用40-50目的石英砂对待修复缓冲杆表面进行全面喷砂处理,喷砂压强为0.6-0.8Mpa;
可选的,清洗的具体操作是先使用酒精或丙酮清洗,再用铁刷清洁表面毛刺、棉花等杂物;
可选的,预热处理的具体操作是:对待修复坡口及其周围区域进行局部预热,预热温度为160±20℃,预热时间为30-40min;所述对待修复坡口及其周围区域进行局部预热的周围区域是指:待修复缓冲杆上待修复坡口的坡口面向两端延伸20-30mm的区域;
S4、将待修复缓冲杆的一端固定在变位器上,通过CMT焊机与ABB机器人组成的CMT自动焊接系统对待修复坡口进行连续环形焊接完成待修复缓冲杆的修复;图1为对待修复缓冲杆的待修复坡口进行连续环形焊接的示意图;
可选的,如果待修复区域长度小于等于20cm时,采用一次性连续环形焊接完成修复,如图3所示,m、n为待修复焊接坡口的两端,一次性连续环形焊接完成修复是指焊接过程中,焊枪从n点沿待修复缓冲杆轴向直线行走焊接至m点,完成焊接修复;如果待修复区域长度大于20cm时,采用分段对称连续环形焊接完成修复,如图4所示,m、n为待修复焊接坡口的两端,采用分段对称连续环形焊接完成修复是指焊接过程中,焊枪先从n点沿待修复缓冲杆轴向直线行走焊接至m和n的中心虚线处,暂停焊接,将焊枪移动到m点处,再从m点沿待修复缓冲杆轴向直线行走焊接至m和n的中心虚线处,完成焊接修复;
焊接过程中,通过变位器实现待修复缓冲杆的旋转,即通过变位器的卡盘转动,实现待修复缓冲杆的旋转;CMT焊机的焊枪沿待修复缓冲杆轴向直线行走;
所述通过CMT自动焊接系统对待修复坡口进行连续环形焊接所采用的焊丝为表面镀铜的实芯焊丝,焊丝直径为1.2-1.4mm,焊丝成分为:C≤0.10wt%,Mn:1.65%~2.0wt%,Si:0.55%~0.80wt%,S≤0.020wt%,P≤0.025wt%,Mo≤0.50wt%,Ti≤0.15wt%,Cr≤0.60wt%,W≤0.10wt%,Cu≤0.50wt%余量为Fe;
所述通过CMT自动焊接系统对待修复坡口进行连续环形焊接所采用的焊接参数是:焊接电流130-170A,焊接电压11-18V,弧长修正系数-10,送丝速度3-6m/min,保护气体流速20-25L/min;CMT焊机的焊枪沿待修复缓冲杆轴向直线行走速度为8-12mm/min,熄弧延时400-700s,焊枪角度60°-90°;实现待修复缓冲杆的旋转的变位器参数是:线速度为6-14mm/s,加减速时间为10ms;
可选的,所述连续环形焊接所用的保护气体是20%CO2+80%Ar;
S5、对步骤S4得到的修复缓冲杆进行焊后缓冷处理,其具体操作是:将刚完成连续环形焊接的修复缓冲杆埋砂或石棉包裹,缓冷至200-250℃,然后空冷至室温;
S6、对经过步骤S5缓冷处理得到修复缓冲杆的修复区域按照原件图纸尺寸机加工,然后对修复缓冲杆进行整体喷砂处理;
可选的,喷砂处理的具体操作是:采用40-50目的石英砂对修复缓冲杆表面进行全面喷砂处理,喷砂压强为0.6-0.8Mpa。
下面通过具体实施例对本发明做进一步详细描述。
实施例一
S1、对拆卸下的有损伤的缓冲杆进行检测筛选,通过X射线探伤和同轴度检测去除有裂纹、同轴度不合格的缓冲杆,筛选出可修复的待修复缓冲杆;
S2、检验待修复缓冲杆的磨损量,分别在缓冲杆的不同半径的轴段,按磨损量尺寸确定待修复区域,并在待修复区域加工待修复坡口;本例中待修复缓冲杆粗端直径为Φ75mm,最大磨损深度为3mm、磨损长度约20cm;细端直径为Φ48mm,最大磨损深度为3mm、磨损长度约12cm;
在待修复缓冲杆的粗端,根据粗端的磨损最大深度和磨损长度,确定待修复区域,并在待修复区域加工待修复坡口,待修复坡口的加工深度d为粗端的最大磨损深度,d=3mm,待修复坡口的长度稍大于粗端的磨损长度(保证待修复坡口覆盖所有的磨损部位即可),待修复坡口的两端坡口面的坡口面角度为60°,两坡口面之间的底面为等轴杆;
在待修复缓冲杆的细端,根据细端的磨损最大深度和磨损长度,确定待修复区域,并在待修复区域加工待修复坡口,待修复坡口的加工深度d为细端的最大磨损深度,d=3mm,待修复坡口的长度稍大于细端的磨损长度,待修复坡口的两端坡口面的坡口面角度为60°,两坡口面之间的底面为等轴杆;
S3、对加工好待修复坡口的待修复缓冲杆依次进行喷砂处理、清洗和预热处理;
本例中喷砂处理的具体操作是:采用40目的石英砂对待修复缓冲杆表面进行全面喷砂处理,喷砂压强为0.6Mpa;
本例中清洗的具体操作是先使用酒精或丙酮清洗,再用铁刷清洁表面毛刺、棉花等杂物;
本例中预热处理的具体操作是:对待修复坡口及其周围区域进行局部预热,预热温度为140℃,预热时间为30min;所述对待修复坡口及其周围区域进行局部预热的周围区域是指:待修复缓冲杆上待修复坡口的坡口面向两端延伸20mm的区域;
S4、将待修复缓冲杆的细端固定在变位器上,通过CMT焊机与ABB机器人组成的CMT自动焊接系统对待修复坡口进行连续环形焊接完成待修复缓冲杆的修复;得到修复缓冲杆;本例中粗端待修复区域和细端待修复区域均采用一次性连续环形焊接完成修复;本例所采用的焊丝为表面镀铜的实芯焊丝,焊丝直径为1.3mm,焊丝成分为:C:0.086wt%,Mn:1.65wt%,Si:0.55wt%,S:0.0059wt%,P:0.0068wt%,Mo:0.25wt%,Ti:0.11wt%,Cr:0.30wt%,W:0.10wt%,余量为Fe;本例中连续环形焊接所用的保护气体是20%CO2+80%Ar;所采用的焊接参数是:焊接电流130A,焊接电压11V,弧长修正系数-10,送丝速度3m/min,保护气体流速20L/min;CMT焊机的焊枪沿待修复缓冲杆轴向直线行走速度为12mm/min,熄弧延时400s,焊枪角度70°;实现待修复缓冲杆的旋转的变位器参数是:线速度为14mm/s,加减速时间为10ms;
S5、对步骤S4得到的修复缓冲杆进行焊后缓冷处理,本例中具体操作是:将刚完成连续环形焊接的修复缓冲杆埋砂或石棉包裹,缓冷至200℃,然后空冷至室温;
S6、对经过步骤S5缓冷处理得到修复缓冲杆的修复区域按照原件图纸尺寸机加工,然后对修复缓冲杆进行整体喷砂处理;本例中喷砂处理的具体操作是:采用40目的石英砂对修复缓冲杆表面进行全面喷砂处理,喷砂压强为0.7Mpa。
实施例二
S1、对拆卸下的有损伤的缓冲杆进行检测筛选,通过X射线探伤和同轴度检测去除有裂纹、同轴度不合格的缓冲杆,筛选出可修复的待修复缓冲杆;
S2、检验待修复缓冲杆的磨损量,分别在缓冲杆的不同半径的轴段,按磨损量尺寸确定待修复区域,并在待修复区域加工待修复坡口;本例中待修复缓冲杆粗端直径为Φ75mm,最大磨损深度为4mm、磨损长度约18cm;细端直径为Φ48mm,最大磨损深度为4mm、磨损长度约14cm;
在待修复缓冲杆的粗端,根据粗端的磨损最大深度和磨损长度,确定待修复区域,并在待修复区域加工待修复坡口,待修复坡口的加工深度d为粗端的最大磨损深度,d=4mm,待修复坡口的长度稍大于粗端的磨损长度,待修复坡口的两端坡口面的坡口面角度为65°,两坡口面之间的底面为等轴杆;
在待修复缓冲杆的细端,根据细端的磨损最大深度和磨损长度,确定待修复区域,并在待修复区域加工待修复坡口,待修复坡口的加工深度d为细端的最大磨损深度,d=4mm,待修复坡口的长度稍大于细端的磨损长度,待修复坡口的两端坡口面的坡口面角度为65°,两坡口面之间的底面为等轴杆;
S3、对加工好待修复坡口的待修复缓冲杆依次进行喷砂处理、清洗和预热处理;
本例中喷砂处理的具体操作是:采用40目的石英砂对待修复缓冲杆表面进行全面喷砂处理,喷砂压强为0.7Mpa;
本例中清洗的具体操作是先使用酒精或丙酮清洗,再用铁刷清洁表面毛刺、棉花等杂物;
本例中预热处理的具体操作是:对待修复坡口及其周围区域进行局部预热,预热温度为160℃,预热时间为35min;所述对待修复坡口及其周围区域进行局部预热的周围区域是指:待修复缓冲杆上待修复坡口的坡口面向两端延伸20mm的区域;
S4、将待修复缓冲杆的是细端固定在变位器上,通过CMT焊机与ABB机器人组成的CMT自动焊接系统对待修复坡口进行连续环形焊接完成待修复缓冲杆的修复;得到修复缓冲杆;本例中粗端待修复区域和细端待修复区域均采用一次性连续环形焊接完成修复;本例所采用的焊丝为表面镀铜的实芯焊丝,焊丝直径为1.2mm,焊丝成分为:C:0.076wt%,Mn:1.73wt%,Si:0.60wt%,S:0.01wt%,P:0.012wt%,Mo:0.32wt%,Ti:0.15wt%,Cr:0.04wt%,W:0wt%,Cu:0.075wt%余量为Fe;本例中连续环形焊接所用的保护气体是20%CO2+80%Ar;所采用的焊接参数是:焊接电流140A,焊接电压13V,弧长修正系数-10,送丝速度4m/min,保护气体流速25L/min;CMT焊机的焊枪沿待修复缓冲杆轴向直线行走速度为11mm/min,熄弧延时500s,焊枪角度90°;实现待修复缓冲杆的旋转的变位器参数是:线速度为12mm/s,加减速时间为10ms;
S5、对步骤S4得到的修复缓冲杆进行焊后缓冷处理,本例中具体操作是:将刚完成连续环形焊接的修复缓冲杆埋砂或石棉包裹,缓冷至250℃,然后空冷至室温;
S6、对经过步骤S5缓冷处理得到修复缓冲杆的修复区域按照原件图纸尺寸机加工,然后对修复缓冲杆进行整体喷砂处理;本例中喷砂处理的具体操作是:采用40目的石英砂对修复缓冲杆表面进行全面喷砂处理,喷砂压强为0.6Mpa。
对修复后缓冲杆的修复区域进行硬度测试,磨粒磨损实验测试,冲击功测试和拉伸实验测试。
硬度测试表明:修复区域的平均硬度HB:246,与缓冲杆母材相当;
磨粒磨损实验结果表明,在相同条件下,修复缓冲杆的修复区域的耐磨性与缓冲杆母材相当。
冲击功测试表明:相比于相同母材的新缓冲杆平均冲击功37J,修复后缓冲杆细端平均冲击功为60J,相对母材冲击功提高了62%;修复后缓冲杆粗端冲击功达到了59J,冲击功提高了59.4%。
拉伸实验测试表明:修复后缓冲杆平均抗拉强度为783Mpa,断面收缩率44%、断后延伸率12.1%,与相同母材的新缓冲杆拉伸性能(平均抗拉强度780Mpa,断面收缩率54%、断后延伸率8.4%)机械性能相当,完全符合技术标准,满足使用要求。
实施例三
S1、对拆卸下的有损伤的缓冲杆进行检测筛选,通过X射线探伤和同轴度检测去除有裂纹、同轴度不合格的缓冲杆,筛选出可修复的待修复缓冲杆;
S2、检验待修复缓冲杆的磨损量,分别在缓冲杆的不同半径的轴段,按磨损量尺寸确定待修复区域,并在待修复区域加工待修复坡口;本例中待修复缓冲杆粗端直径为Φ75mm,最大磨损深度为5mm、磨损长度约25cm;细端直径为Φ48mm,最大磨损深度为5mm、磨损长度约16cm;
在待修复缓冲杆的粗端,根据粗端的磨损最大深度和磨损长度,确定待修复区域,并在待修复区域加工待修复坡口,待修复坡口的加工深度d为粗端的最大磨损深度,d=5mm,待修复坡口的长度稍大于粗端的磨损长度,待修复坡口的两端坡口面的坡口面角度为65°,两坡口面之间的底面为等轴杆;
在待修复缓冲杆的细端,根据细端的磨损最大深度和磨损长度,确定待修复区域,并在待修复区域加工待修复坡口,待修复坡口的加工深度d为细端的最大磨损深度,d=5mm,待修复坡口的长度稍大于细端的磨损长度,待修复坡口的两端坡口面的坡口面角度为65°,两坡口面之间的底面为等轴杆;
S3、对加工好待修复坡口的待修复缓冲杆依次进行喷砂处理、清洗和预热处理;
本例中喷砂处理的具体操作是:采用50目的石英砂对待修复缓冲杆表面进行全面喷砂处理,喷砂压强为0.8Mpa;
本例中清洗的具体操作是先使用酒精或丙酮清洗,再用铁刷清洁表面毛刺、棉花等杂物;
本例中预热处理的具体操作是:对待修复坡口及其周围区域进行局部预热,预热温度为160℃,预热时间为40min;所述对待修复坡口及其周围区域进行局部预热的周围区域是指:待修复缓冲杆上待修复坡口的坡口面向两端延伸20mm的区域;
S4、将待修复缓冲杆的细端固定在变位器上,通过CMT焊机与ABB机器人组成的CMT自动焊接系统对待修复坡口进行连续环形焊接完成待修复缓冲杆的修复;得到修复缓冲杆;本例中粗端待修复区域采用分段对称连续环形焊接完成修复;细端待修复区域采用一次性连续环形焊接完成修复;本例所采用的焊丝为表面镀铜的实芯焊丝,焊丝直径为1.2mm,焊丝成分为:C:0.088wt%,Mn:1.68wt%,Si:0.57wt%,S:0.009wt%,P:0.017wt%,Mo:0wt%,Ti:0.13wt%,Cr:0.35wt%,W:0wt%,Cu:0.094wt%,余量为Fe;本例中连续环形焊接所用的保护气体是20%CO2+80%Ar;所采用的焊接参数是:焊接电流160A,焊接电压15V,弧长修正系数-10,送丝速度5m/min,保护气体流速25L/min;CMT焊机的焊枪沿待修复缓冲杆轴向直线行走速度为9mm/min,熄弧延时500s,焊枪角度90°;实现待修复缓冲杆的旋转的变位器参数是:对缓冲杆粗端进行修复时,线速度为11mm/s,对缓冲杆细端进行修复时,线速度为6mm/s,加减速时间为10ms;
S5、对步骤S4得到的修复缓冲杆进行焊后缓冷处理,本例中具体操作是:将刚完成连续环形焊接的修复缓冲杆埋砂或石棉包裹,缓冷至250℃,然后空冷至室温;
S6、对经过步骤S5缓冷处理得到修复缓冲杆的修复区域按照原件图纸尺寸机加工,然后对修复缓冲杆进行整体喷砂处理;本例中喷砂处理的具体操作是:采用50目的石英砂对修复缓冲杆表面进行全面喷砂处理,喷砂压强为0.8Mpa。
对修复后缓冲杆的修复区域进行硬度测试,磨粒磨损实验测试,冲击功测试和拉伸实验测试。
硬度测试表明:修复区域的平均硬度HB:242,与缓冲杆母材相当;
磨粒磨损实验结果表明,在相同条件下,修复缓冲杆的修复区域的耐磨性与缓冲杆母材相当。
冲击功测试表明:相比于相同母材的新缓冲杆平均冲击功37J,修复后缓冲杆细端平均冲击功为48J,相对母材冲击功提高了29.7%;修复后缓冲杆粗端冲击功达到了43J,冲击功提高了16.2%。
拉伸实验测试表明:修复后缓冲杆平均抗拉强度为720Mpa,断面收缩率49%、断后延伸率11.2%,与相同母材的新缓冲杆拉伸性能(平均抗拉强度780Mpa,断面收缩率54%、断后延伸率8.4%)机械性能相当,完全符合技术标准,满足使用要求。
实施例四
S1、对拆卸下的有损伤的缓冲杆进行检测筛选,通过X射线探伤和同轴度检测去除有裂纹、同轴度不合格的缓冲杆,筛选出可修复的待修复缓冲杆;
S2、检验待修复缓冲杆的磨损量,分别在缓冲杆的不同半径的轴段,按磨损量尺寸确定待修复区域,并在待修复区域加工待修复坡口;本例中待修复缓冲杆粗端直径为Φ75mm,最大磨损深度为6mm、磨损长度约23cm;细端直径为Φ48mm,最大磨损深度为4mm、磨损长度约14cm;
在待修复缓冲杆的粗端,根据粗端的磨损最大深度和磨损长度,确定待修复区域,并在待修复区域加工待修复坡口,待修复坡口的加工深度d为粗端的最大磨损深度,d=6mm,待修复坡口的长度稍大于粗端的磨损长度,待修复坡口的两端坡口面的坡口面角度为67°,两坡口面之间的底面为等轴杆;
在待修复缓冲杆的细端,根据细端的磨损最大深度和磨损长度,确定待修复区域,并在待修复区域加工待修复坡口,待修复坡口的加工深度d为细端的最大磨损深度,d=4mm,待修复坡口的长度稍大于细端的磨损长度,待修复坡口的两端坡口面的坡口面角度为67°,两坡口面之间的底面为等轴杆;
S3、对加工好待修复坡口的待修复缓冲杆依次进行喷砂处理、清洗和预热处理;
本例中喷砂处理的具体操作是:采用50目的石英砂对待修复缓冲杆表面进行全面喷砂处理,喷砂压强为0.8Mpa;
本例中清洗的具体操作是先使用酒精或丙酮清洗,再用铁刷清洁表面毛刺、棉花等杂物;
本例中预热处理的具体操作是:对待修复坡口及其周围区域进行局部预热,预热温度为180℃,预热时间为40min;所述对待修复坡口及其周围区域进行局部预热的周围区域是指:待修复缓冲杆上待修复坡口的坡口面向两端延伸20mm的区域;
S4、将待修复缓冲杆的细端固定在变位器上,通过CMT焊机与ABB机器人组成的CMT自动焊接系统对待修复坡口进行连续环形焊接完成待修复缓冲杆的修复;得到修复缓冲杆;本例中粗端待修复区域采用分段对称连续环形焊接完成修复;细端待修复区域采用一次性连续环形焊接完成修复;本例所采用的焊丝为表面镀铜的实芯焊丝,焊丝直径为1.4mm,焊丝成分为:C:0.10wt%,Mn:2.0wt%,Si:0.80wt%,S:0.02wt%,P:0.025wt%,Mo:0.50wt%,Ti:0.15wt%,Cr:0.60wt%,W:0.05wt%,Cu:0.5wt%,余量为Fe;本例中连续环形焊接所用的保护气体是20%CO2+80%Ar;所采用的焊接参数是:焊接电流170A,焊接电压18V,弧长修正系数-10,送丝速度6m/min,保护气体流速22L/min;CMT焊机的焊枪沿待修复缓冲杆轴向直线行走速度为8mm/min,熄弧延时700s,焊枪角度60°;实现待修复缓冲杆的旋转的变位器参数是:对缓冲杆粗端进行修复时,线速度为11mm/s,对缓冲杆细端进行修复时,线速度为6mm/s,加减速时间为10ms;
S5、对步骤S4得到的修复缓冲杆进行焊后缓冷处理,本例中具体操作是:将刚完成连续环形焊接的修复缓冲杆埋砂或石棉包裹,缓冷至230℃,然后空冷至室温;
S6、对经过步骤S5缓冷处理得到修复缓冲杆的修复区域按照原件图纸尺寸机加工,然后对修复缓冲杆进行整体喷砂处理;本例中喷砂处理的具体操作是:采用50目的石英砂对修复缓冲杆表面进行全面喷砂处理,喷砂压强为0.8Mpa。

Claims (7)

1.一种机车缓冲杆表面修复再制造的方法,其步骤如下:
S1、对拆卸下的有损伤的缓冲杆进行检测筛选,通过X射线探伤和同轴度检测去除有裂纹、同轴度不合格的缓冲杆,筛选出可修复的待修复缓冲杆;
S2、检验待修复缓冲杆的磨损量,分别在缓冲杆不同半径的轴段,按磨损量尺寸确定待修复区域,并在待修复区域加工待修复坡口,所述待修复坡口两端坡口面的坡口面角度为45°-70°,两坡口面之间的底面为等轴杆;
S3、对加工好待修复坡口的待修复缓冲杆一次进行喷砂处理、清洗和预热处理;
S4、将待修复缓冲杆的一端固定在变位器上,通过CMT焊机与ABB机器人组成的CMT自动焊接系统对待修复坡口进行连续环形焊接完成待修复缓冲杆的修复,得到修复缓冲杆;焊接过程中,通过变位器实现待修复缓冲杆的旋转,CMT焊机的焊枪沿待修复缓冲杆轴向直线行走;
所述通过CMT自动焊接系统对待修复坡口进行连续环形焊接所采用的焊丝为表面镀铜的实芯焊丝,焊丝直径为1.2-1.4mm,焊丝成分为:C≤0.10wt%,Mn:1.65%~2.0wt%,Si:0.55%~0.80wt%,S≤0.020wt%,P≤0.025wt%,Mo≤0.50wt%,Ti≤0.15wt%,Cr≤0.60wt%,W≤0.10wt%,Cu≤0.50wt%余量为Fe;
所述通过CMT自动焊接系统对待修复坡口进行连续环形焊接所采用的焊接参数是:焊接电流130-170A,焊接电压11-18V,弧长修正系数-10,送丝速度3-6m/min,保护气体流速20-25L/min;CMT焊机的焊枪沿待修复缓冲杆轴向直线行走速度为8-12mm/min,熄弧延时400-700s,焊枪角度60°-90°;实现待修复缓冲杆旋转的变位器参数是:线速度为6-14mm/s,加减速时间为10ms;
S5、对步骤S4得到的修复缓冲杆进行焊后缓冷处理,其具体操作是:将刚完成连续环形焊接的修复缓冲杆埋砂或石棉包裹,缓冷至200-250℃,然后空冷至室温;
S6、对经过步骤S5缓冷处理得到修复缓冲杆的修复区域按照原件图纸尺寸机加工,然后对修复缓冲杆进行整体喷砂处理。
2.根据权利要求1所述的一种机车缓冲杆表面修复再制造的方法,其特征在于:所述步骤S2中,磨损部位的磨损深度为1-3mm时,在待修复区域加工的待修复坡口的坡口面角度为45°-60°;磨损部位的磨损深度为3-7mm时,在待修复区域加工的待修复坡口的坡口面角度为60°-70°。
3.根据权利要求1所述的一种机车缓冲杆表面修复再制造的方法,其特征在于:所述步骤S3中,对待修复缓冲杆进行预热处理的具体操作是:对待修复坡口及其周围区域进行局部预热,预热温度为160±20℃,预热时间为30-40min。
4.根据权利要求3所述的一种机车缓冲杆表面修复再制造的方法,其特征在于:所述对待修复坡口及其周围区域进行局部预热的周围区域是指:待修复缓冲杆上待修复坡口的坡口面向两端延伸20-30mm的区域。
5.根据权利要求1所述的一种机车缓冲杆表面修复再制造的方法,其特征在于:所述步骤S4中,通过CMT自动焊接系统对待修复坡口进行连续环形焊接所用的保护气体是20%CO2+80%Ar。
6.根据权利要求1所述的一种机车缓冲杆表面修复再制造的方法,其特征在于:所述步骤S4通过CMT自动焊接系统对待修复坡口进行连续环形焊接完成待修复缓冲杆的修复过程中:如果待修复区域长度小于等于20cm时,采用一次性连续环形焊接完成修复,如果待修复区域长度大于20cm时,采用分段对称连续环形焊接完成修复。
7.根据权利要求1所述的一种机车缓冲杆表面修复再制造的方法,其特征在于:所述步骤S3与步骤S6中,喷砂处理的具体操作是:采用40-50目的石英砂对待修复缓冲杆或修复缓冲杆表面进行全面喷砂处理,喷砂压强为0.6-0.8Mpa。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109590668A (zh) * 2019-01-07 2019-04-09 浙江翰德圣智能再制造技术有限公司 一种汽轮机缸体密封面修复工艺
CN110142576A (zh) * 2019-06-21 2019-08-20 燕山大学 一种基于cmt的液压支架油缸再制造方法
CN111390493A (zh) * 2020-04-20 2020-07-10 燕山大学 一种高炉铜风口的再制造方法
CN112404658A (zh) * 2020-10-19 2021-02-26 中国石油天然气集团有限公司 一种基于远程控制的在役管道电弧3d打印修复系统及方法
CN112453643B (zh) * 2020-11-20 2022-04-26 西安热工研究院有限公司 一种燃气轮机高温部件裂纹损伤冷金属过渡焊接修补方法
CN113997007A (zh) * 2021-11-26 2022-02-01 山东翔宇航空技术服务有限责任公司 一种飞机主轮超高强度驱动键的维修工艺

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101428384A (zh) * 2008-12-01 2009-05-13 山西省电力公司电力科学研究院 一种发电机转子轴颈的修复设备
CN101444881A (zh) * 2008-11-11 2009-06-03 大连新重集团有限公司 超大型船舶柴油机活塞杆堆焊修复技术
CN106425276A (zh) * 2016-12-01 2017-02-22 河南中原重型锻压有限公司 4145h锻件的焊接修复方法及其修复的4145h锻件
CN107322141A (zh) * 2017-06-29 2017-11-07 沪东重机有限公司 一种船用曲轴局部缺陷的焊接修复方法
CN107520526A (zh) * 2017-09-08 2017-12-29 烟台杰瑞石油装备技术有限公司 一种防硫井口阀体焊接修复方法
CN108620808A (zh) * 2018-05-09 2018-10-09 河南鑫轴传动机械有限公司 一种传动轴损伤修复工艺

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101444881A (zh) * 2008-11-11 2009-06-03 大连新重集团有限公司 超大型船舶柴油机活塞杆堆焊修复技术
CN101428384A (zh) * 2008-12-01 2009-05-13 山西省电力公司电力科学研究院 一种发电机转子轴颈的修复设备
CN106425276A (zh) * 2016-12-01 2017-02-22 河南中原重型锻压有限公司 4145h锻件的焊接修复方法及其修复的4145h锻件
CN107322141A (zh) * 2017-06-29 2017-11-07 沪东重机有限公司 一种船用曲轴局部缺陷的焊接修复方法
CN107520526A (zh) * 2017-09-08 2017-12-29 烟台杰瑞石油装备技术有限公司 一种防硫井口阀体焊接修复方法
CN108620808A (zh) * 2018-05-09 2018-10-09 河南鑫轴传动机械有限公司 一种传动轴损伤修复工艺

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