泰興減速機專業(yè)生成廠家泰強減速機2020年9月21日訊  大型減速機的殼體由于結構復雜、體積較大，一般都采用了焊接結構件，其組焊工藝是否合理直接影響設備的質(zhì)量和性能，文中就以本公司生產(chǎn)的一種大型泰興減速機為例進行分析、探討，制訂出合理的殼體組焊工藝。

關鍵詞：大型減速機殼體；結構特點；焊接性分析；組焊工藝；泰興減速機

本公司生產(chǎn)的軋鋼設備中，泰興減速機是其關鍵設備，這種大型的減速機殼體一般都選用焊接式結構，這種設備一般單重都在幾十 t，造價上百萬元。由于設備的工作環(huán)境非常復雜， 在工作中要承受較大的載荷，且殼體不能有任何滲漏變形等，所以對其制作質(zhì)量要求非常高。本公司生產(chǎn)此類設備多年，裝備了許多鋼鐵企業(yè)，也積累了豐富的生產(chǎn)經(jīng)驗，文中以一種產(chǎn)品為例對其組焊工藝進行探討。

1    殼體結構簡介

本泰興減速機殼體由上箱體和下箱體組成，下箱體自身質(zhì)量約 15 t，上 箱體約 6.5 t，最大長度 6 457mm，寬度 2 401 mm，高度 2 110 mm。箱體主要受力部分板材材質(zhì)為 Q345B 鋼 ， 板厚從 16 mm 到 70mm 不等，軸承座材質(zhì)為 ZG310-570 鋼，共13組。

2    箱體組焊特點及焊接性分析

由于箱體尺寸較大，精度要求較高，控制好焊接變形是基本要求，因此，必須從工藝上充分考慮。

其箱體立板為雙層結構，形成了半封閉腔體，組焊時，既要考慮組裝方便，保證焊接工藝性， 還要保證焊接質(zhì)量，不能有滲漏；軸承座為鑄件，且壁厚較大，焊接中需嚴格按照工藝要求焊接，控制好熱輸入，以避免產(chǎn)生冷裂紋。ZG310-570 屬于中碳鋼， 其主要化學成分見表1。經(jīng)換算可知，其碳當量約為 0.80%，有比較大的淬硬傾向， 焊接性較差， 在熱影響區(qū)易形成低塑性馬氏體組織，當焊件的剛性較大或焊接材料、工藝參數(shù)選用不當時， 易產(chǎn)生冷裂紋。

表1   ZG310-570 鋼的主要化學成分（質(zhì)量分數(shù)）（%） 

Q345B 是低碳合金鋼，是以 Mn，Si 為主要合金元素的鋼種，屬熱軋鋼，其屈服強度高于 343 MPa，主要化學成分見表2。從表 2 可計算出， 其碳當量取最大值為 0.49%，從而可以算出相應的裂紋敏感系數(shù)最大值為 0.30%。這種材料有較好的抗熱性能，一般不會出現(xiàn)熱裂紋。但焊接 Q345B 鋼板易出現(xiàn)冷裂紋的問題， 淬硬組織是引起冷裂紋的決定性因素，所以在制訂焊接工藝時應充分考慮氫的因素，為防止出現(xiàn)冷裂紋，需采取預熱措施。

表2   Q345B 鋼化學成分（質(zhì)量分數(shù)）（%）

3    組裝工藝順序及坡口形式

下箱體的組焊順序依次為：拼焊底板、調(diào)平、探傷。在底板劃線，組裝內(nèi)層立板、外層立板， 加工藝支撐， 焊接立板焊縫、 焊接立板與底板焊縫，組裝下軸承座、組裝下蓋板法蘭， 并采用點固焊固定。

上箱體的組焊順序依次為：在下箱體的結合面上點固焊上軸承座，并與連接法蘭組對，和下箱體采用點固焊固定，與箱體立板和筋板組對，加工藝支撐，焊接立板各縫、焊接立板與連接法蘭焊縫，與蓋板以及墊板和吊耳等小件組對后，再整體焊接。軸承座與箱體的結構形式如圖 1 所示，座體厚度100mm 以上，背部與立板焊為一體，耳端與連接法蘭焊接，立板與底板、法蘭和軸承座的坡口形式（圖 2a），連接法蘭與軸承座的坡口形式（圖2b）。

圖1   軸承座與箱體的結構形式示意圖

 圖2   坡口形式

4    焊接工藝參數(shù)及過程實施

焊接方法采用 CO?氣體保護焊，焊接工藝參數(shù)見表 3，在進行立焊和橫焊時，焊接電流比表3 中的參數(shù)略小約 10％～15％。

表3   焊接工藝參數(shù)

（1）焊前準備焊前應將坡口兩側各至少50mm范圍內(nèi)的油污、銹跡、氧化膜及其他污物清除干凈，軸承座和厚板法蘭的焊接，需采用局部火焰預熱的方法，預熱到 250℃左右。注意多層多道焊的層間用風鏟敲擊清理，并保證層間溫度，焊接過程由 4 名持證的合格焊工同時對稱焊接。

（2）焊接順序先焊下箱體各立板接縫、立板與底板橫縫、下軸承座與法蘭與立板焊縫（上下箱體需采用點固焊固定，以防止法蘭變形），再焊上箱體立板接縫、立板與法蘭焊縫、蓋板焊縫，隨后翻個再焊背面余縫。焊完后，上下箱體分開，焊接連接法蘭及軸承座拼接焊縫， 此處需要打磨清理好，并預熱焊接，以避免奧氏體晶粒粗化；適當增大熱輸入，使接頭的冷卻速度降低，以防止熱影響區(qū)產(chǎn)生淬硬組織。

（3） 焊后退火處理焊接完成后，采用點固焊將上下箱體固定，并需立即進爐進行消應力退火處理，退火溫度為600～650 ℃。退火處理后需噴砂、修磨，并檢驗。

5    檢驗

修磨完成后，將上下箱體放于平臺，按圖樣尺寸檢查，相應尺寸均符合圖樣精度要求，法蘭平度偏差≤5 mm，焊縫外觀經(jīng)100％目視檢測，焊縫及熱影響區(qū)不得有裂紋、未焊透、未熔合及超過容許限度的咬邊、弧坑、夾渣等缺陷，焊縫外觀尺寸應全部符合圖樣要求，焊縫UT 探傷合格后按技術要求進行密閉性試驗， 不得滲漏。

6    結語

本公司生產(chǎn)的此類設備在許多鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)中已使用多年，均未發(fā)生設備性能質(zhì)量問題，可見生產(chǎn)制作工藝非常成熟，作為設備的箱體部分，制訂出合理的組焊接工藝非常重要，然后嚴格按照工藝要求控制好整個組焊過程，才能保證設備的各項指標滿足技術要求。

作者

張廣英

山東冶金機械廠有限公司

參考文獻：

［1］杜國華.實用工程材料焊接手冊［M］.北京:機械工業(yè)出版社，2004．
［2］中國機械工程學會焊接學會.焊接手冊:第3 卷:焊接結構［M］.北京:機械工業(yè)出版社，2008.