CN101444881A - 超大型船舶柴油机活塞杆堆焊修复技术 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种超大型船舶柴油机活塞杆堆焊修复技术,可对活塞杆表面进行深层修复。采用如下堆焊工艺:对活塞杆进行探伤、矫直,车削加工活塞杆表面去除缺陷层,个别较深裂纹手工磨除;使用旋转火焰分两次对活塞杆进行加热,首次加热至200℃~250℃,停止加热,空转30分钟,内外温差降低后,再进行第二次加热,达到250℃~300℃后,转堆焊机床;使用埋弧焊旋转堆焊机床双机头和2Cr13药芯焊丝同时堆焊,焊接过程中,使用石棉布进行包裹保温;堆焊达到尺寸要求后,活塞杆面包裹石棉布缓冷,温度降至100℃以下时,竖直放置降至室温后,拆除保温布。采用此方法修复后的活塞杆表面无焊接缺陷,完全达到性能要求,成本仅为制造一只新活塞杆的1/5左右。
Description
技术领域
本发明是关于堆焊方法,具体涉及一种超大型船舶柴油机活塞杆堆焊修复技术。可使磨损后的活塞杆恢复使用功能。
背景技术
活塞杆作为船用柴油机的重要部件,生产工艺复杂,加工难度大,其质量的优劣直接关系到整机的质量。NSD公司的RTA84T型低速大功率柴油机,其功率达到20813kw~37464kw(27900马力~50220马力),活塞杆在使用过程中,其表面磨损,伴有碰伤、麻点、凹坑、裂纹等缺陷,其轴线方向可能产生弯曲。如果更换一根新的活塞杆,成本从十几万到几十万元不等,而修复一根活塞杆的成本仅为新制成本的1/5~1/3,因此对低速大功率柴油机的活塞杆修复再利用极具经济价值。目前,国内、外修复活塞杆多采取镀铬或镀铁法修复,铬层厚度为0.2mm~0.3mm,镀铁层厚度1mm~2mm,并且要求镀前表面粗糙度Ra<0.6μm。由于镀铬、镀铁层较薄,故此方法只适用于活塞杆浅层碰伤、裂纹等缺陷的修复,对于活塞杆上较深的缺陷则不能处理,且对镀前工件表面粗糙度、清洁度要求较高,增加了修复成本。
发明内容
本发明公开一种超大型船舶柴油机活塞杆堆焊修复技术,可对活塞杆表面较深的缺陷进行深层修复,而且对于修复前的工件表面粗糙度、清洁度要求不高,修复成本较低。
为达到上述目的,本发明采用的堆焊工艺其流程如下:1.对活塞杆进行探伤、矫直→2.去除活塞杆表面缺陷→3.火焰加热→4.堆焊→5.保温存放→6.加工。
所述活塞杆材质45#钢,焊修活塞杆规格不大于Φ500mm×3800mm;
所述探伤是对活塞杆表面及内部超声波探伤,确定缺陷深度。
所述矫直是对轴向弯曲度大于2mm/m的活塞杆进行热矫直。
所述去除活塞杆表面缺陷是根据探伤结果对活塞杆表面车削加工,去除缺陷层,最小去除深度单边不小于3mm、不大于15mm,个别较深裂纹手工磨除。
所述火焰加热是使用旋转火焰加热机床分两次对活塞杆进行加热,首次加热至200℃~250℃,停止加热,空转30分钟,待活塞杆表面温度均匀,内外温差降低后,再进行第二次加热,达到250℃~300℃后,转堆焊机床。
所述堆焊是使用埋弧焊旋转堆焊机床,双机头同时堆焊;
所述堆焊采用2Cr13药芯焊丝,焊丝直径Φ3.2mm,
焊丝成分(%)如下:C:0.16~0.25、Si:≤0.6、Mn:≤0.8、Cr:12.00~14.00、S≤0.015、P≤0.015。
配用GYSi—213焊剂,焊剂使用前在300℃烘干1小时。
焊接参数如下:电流(A):260~290、电弧电压(V):28~34、焊速(mm/min):200~300、焊层之间温度:≥250℃。
所述焊接过程中,使用石棉布进行包裹保温,当表面温度低于250℃时,需加热后再进行焊接。焊后活塞杆外径加工余量直径方向不小于8mm。
所述保温存放是堆焊达到尺寸要求后,活塞杆面包裹石棉布缓冷,当活塞杆温度降至100℃以下时,竖直放置降至室温后,拆除保温布。
由于超大型船舶柴油机活塞杆堆焊修复技术,最大堆焊厚度可达15mm,且焊前表面粗糙度Ra<12.5μm即可;为后继的机加工工序做好了准备,解决了修复活塞杆深层裂纹、碰伤及凹坑等缺陷的问题。经过对后续工序的跟踪,采用此方法对超大型柴油机活塞杆进行修复,修复后的活塞杆表面无焊接缺陷,完全达到性能要求,成本仅为制造一只新活塞杆的1/5左右。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是活塞杆示意图。
具体实施方式
以RTA84T型低速大功率柴油机活塞杆为例具体描述堆焊工艺流程。
活塞杆材质45#钢,焊修活塞杆Φ320mm×3605mm;
1.对活塞杆进行探伤、矫直
对活塞杆表面及内部超声波探伤,确定表面缺陷位置和深度,为下道工序作准备;对轴向弯曲度大于2mm/m的活塞杆进行热矫直。
2.去除活塞杆表面缺陷
根据探伤结果对活塞杆表面车削加工,去除缺陷层,最小去除深度单边不小于3mm、不大于15mm,个别较深裂纹手工磨除。
3.火焰加热
由于活塞杆材料为45#钢,焊接性能较差,必须在焊接前进行加热,而加热效果的好坏又直接影响焊接质量。为防止活塞杆在加热过程中弯曲,使用旋转火焰加热机床分两次对活塞杆进行加热,温度达到250℃~300℃,使用红外测温仪对工件进行测温;首次加热至200~250℃,停止加热,空转30分钟,待活塞杆表面温度均匀,内外温差降低后,再进行第二次加热,达到250~300℃后,转堆焊机床。
4.堆焊
焊接使用埋弧焊旋转堆焊机床,双机头同时堆焊,采用2Cr13药芯焊丝,焊丝直径Φ3.2mm,焊丝成分如表1。
表1%
C | Si | Mn | Cr | S | P |
0.16~0.25 | ≤0.6 | ≤0.8 | 12.00~14.00 | ≤0.015 | ≤0.015 |
配用GYSi—213焊剂,焊剂使用前在300℃烘干1小时。
焊接参数如表2。
表2
电流(A) | 电弧电压(V) | 焊速(mm/min) | 层间温度(℃) |
260~290 | 28~34 | 200~300 | ≥250 |
焊接过程中,使用石棉布对未焊接表面、焊后表面及活塞杆端部进行包裹保温,使用红外测温仪对活塞杆表面温度进行监控,当表面温度低于250℃时,需吊到旋转火焰加热机床进行加热后再进行焊接。焊后活塞杆外径尺寸不小于Φ328mm。
5.保温存放
堆焊达到尺寸要求后,活塞杆表面包裹石棉布,继续在旋转机床上旋转缓冷,当活塞杆温度降至100℃以下时,将活塞杆吊下竖直放置,降至室温后拆除保温布。
堆焊工艺流程结束,活塞杆焊修完成。
6.加工
将焊修后的活塞杆加工至成品尺寸精度,完成修复再利用。
Claims (9)
1 一种超大型船舶柴油机活塞杆堆焊修复技术,其特征在于:堆焊工艺流程如下:对活塞杆进行探伤、矫直,去除活塞杆表面缺陷,火焰加热,堆焊,保温存放。
2 根据权利要求1所述超大型船舶柴油机活塞杆堆焊修复技术,其特征在于:所述活塞杆材质45#钢,焊修活塞杆规格不大于Φ500mm×3800mm。
3 根据权利要求1所述超大型船舶柴油机活塞杆堆焊修复技术,其特征在于:所述探伤是对活塞杆表面及内部超声波探伤,确定缺陷深度;对轴向弯曲度大于2mm/m的活塞杆进行热矫直。
4 根据权利要求1所述超大型船舶柴油机活塞杆堆焊修复技术,其特征在于:所述去除活塞杆表面缺陷是根据探伤结果对活塞杆表面车削加工,去除缺陷层,最小去除深度单边不小于3mm、不大于15mm;个别较深裂纹手工磨除。
5 根据权利要求1所述超大型船舶柴油机活塞杆堆焊修复技术,其特征在于:所述火焰加热是使用旋转火焰加热机床分两次对活塞杆进行加热。
6 根据权利要求1或5所述超大型船舶柴油机活塞杆堆焊修复技术,其特征在于:所述火焰加热,首次加热至200℃~250℃,停止加热,空转30分钟,待活塞杆表面温度均匀,内外温差降低后,再进行第二次加热,达到250℃~300℃。
7 根据权利要求1所述超大型船舶柴油机活塞杆堆焊修复技术,其特征在于:所述堆焊是使用埋弧焊旋转堆焊机床,双机头同时堆焊;
采用2Cr13药芯焊丝,焊丝直径Φ3.2mm,
焊丝成分(%)如下:C:0.16~0.25、Si:≤0.6、Mn:≤0.8、Cr:12.00~14.00、S≤0.015、P≤0.015;
配用GYSi—213焊剂,焊剂使用前在300℃烘干1小时;
焊接参数如下:电流(A):260~290、电弧电压(V):28~34、焊速(mm/min):200~300、焊层之间温度:≥250℃
8 根据权利要求1所述超大型船舶柴油机活塞杆堆焊修复技术,其特征在于:所述焊接过程中,使用石棉布进行包裹保温,当表面温度低于250℃时,需加热后再进行焊接;焊后活塞杆外径加工余量直径方向不小于8mm。
9 根据权利要求1所述超大型船舶柴油机活塞杆堆焊修复技术,其特征在于:所述保温存放是在堆焊达到尺寸要求后,活塞杆面包裹石棉布缓冷,当活塞杆温度降至100℃以下时,竖直放置降至室温后,拆除保温布。
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C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
PB01 | Publication | ||
TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20090410 Address after: Ganjingzi District of Dalian City, Liaoning province Dalian town Maoyingzi Village Applicant after: Dalian new heavy Group Co., Ltd. Co-applicant after: Dalian University of Technology Address before: Ganjingzi District of Dalian City, Liaoning province Dalian town Maoyingzi Village Applicant before: Dalian Xinzhong Group Co., Ltd. |
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C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20090603 |