40CrMnMo钢大模数齿轮轴人字齿齿面焊补修复工艺

无黑

1，修复工艺过程
修复磨损、变形的人字齿齿形工作表面，需首先确定磨损、变形部位、磨损量、变形量及缺陷深度。然后确定堆焊焊补方法及堆焊焊补工艺。最后经齿形表面机械加工、研磨及跑合从而达到使用的基本要求。为此，特定制修复磨损变形人字齿轮轴齿形工作表面的工艺流程如下：
制作人字形齿齿轮齿形样板→齿形工作表面缺陷探伤、打磨→焊前预热→堆焊焊补磨损、变形处齿形工作表面→焊后热处理→齿形焊补表面机械加工→主动齿轮轴人字齿研磨、跑合。
2，焊前准备工作
①齿形样板的制作
目的：一是为了观察和确定人字齿轮轴齿形工作表面磨损变形位置及磨损量的大小，二是为焊后机械加工齿形工作表面作样板使用。齿形的制作方法是将邻近三个齿齿间间隙用铅液浇铸成一齿形整体，然后以此制作齿形样板。
②齿形工作表面磨损、变形处的加工
对齿形工作表面磨损处进行渗透探伤检验，以确定齿形工作表面是否有疲劳裂纹及其他缺陷。对齿形工作表面的点蚀部位及疲劳裂纹等缺陷用角向砂轮机打磨，直至缺陷全部消除，并显示出金属光泽。
3，焊接工艺的确定
①焊接方法的确定
考虑到主动齿轮轴和被动齿轮轴质量大，齿形表面为螺旋面，母材料40CrMnMo钢可焊性差，焊前必须预热，故认为手工电弧堆焊焊补修复螺旋人字齿齿形工件表面无论在生产效率、焊材的匹配及可操作性都比气体保护电弧焊等其他焊接方法焊补修复人字齿齿形工作表面优越，故选用手工电弧堆焊焊补。
②可焊性的评估
40CrMnMo钢可焊性差，焊前必须预热，并给以合适的工艺措施方能防止冷裂纹的产生
预热温度=356℃
③焊接材料的选择
强度方面考虑选 J107Cr焊条
表面硬度考虑选  D132焊条
J107Cr和D132焊条熔敷合金成分及力学性能
        化学成分（%）        力学性能
        C        Si        Mn        Mo        Cr       
J107Cr        ≦0.15        0.3~0.7        ≧1.0        0.4~0.8        1.5~2.2        σb≧980 MPa
D132        ≦0.50                        ≦1.5        ≦3.0        HRC≧30
最后确定采用J107Cr焊条
4，焊前准备
①主动齿轮轴、被动齿轮轴在堆焊时，必须搁置在焊接滚轮架上，以保证齿面焊补时随时翻转，并保证齿形在焊补时基本上保持平焊。
②焊条焊前经420℃烘焙1~2h，烘干后放入100~150℃保温筒内，随用随取。
③齿形面焊补处需彻底清楚油污，并将表面缺陷处打磨出金属光泽。
④用齿形样板确定焊补处所需堆焊厚度。
⑤加热，保温，外层用石棉布包裹
5，焊补工艺
①焊前预热
预热温度：360℃左右，堆焊过程中，堆焊处不低于250℃
②焊接工艺参数
焊条直径Ф4mm，电流140~150A，直流反接，电压24~28V
③施焊要点
Ⅰ每道堆焊焊缝焊后应清渣干净，以免产生夹渣缺陷。
Ⅱ第一层施焊时采用下坡焊，第二层采用上坡焊，焊条稍作横向摆动，短弧焊。
Ⅲ注意堆焊焊缝与母体间的熔合情况及堆焊焊道间的熔合情况，以防止产生未焊透和未熔合缺陷。
Ⅳ堆焊部位不得低于250℃。
Ⅴ需一次不间断完成。
Ⅵ对称交替堆焊焊补。
6，焊后热处理
堆焊后立即将工件以30℃/h的加热速度升温至600℃，保温4h，然后在石棉包裹中缓慢冷却，以消除焊接残余应力