大型减速机壳体的组焊工艺 [复制链接]

摘要：大型减速机的壳体由于结构复杂、体积较大，一般都采用了焊接结构件，其组焊工艺是否合理直接影响设备的质量和性能，文中就以本公司生产的一种大型减速机为例进行分析、探讨，制订出合理的壳体组焊工艺。

关键词：大型减速机壳体；结构特点；焊接性分析；组焊工艺

本公司生产的轧钢设备中，减速机是其关键设备，这种大型的减速机壳体一般都选用焊接式结构，这种设备一般单重都在几十t，造价上百万元。由于设备的工作环境非常复杂，在工作中要承受较大的载荷，且壳体不能有任何渗漏变形等，所以对其制作质量要求非常高。本公司生产此类设备多年，装备了许多钢铁企业，也积累了丰富的生产经验，文中以一种产品为例对其组焊工艺进行探讨。

1壳体结构简介

本减速机壳体由上箱体和下箱体组成，下箱体自身质量约15t，上箱体约6.5t，最大长度mm，宽度mm，高度mm。箱体主要受力部分板材材质为QB钢，板厚从16mm到70mm不等，轴承座材质为ZG-钢，共13组。

2箱体组焊特点及焊接性分析

由于箱体尺寸较大，精度要求较高，控制好焊接变形是基本要求，因此，必须从工艺上充分考虑。

其箱体立板为双层结构，形成了半封闭腔体，组焊时，既要考虑组装方便，保证焊接工艺性，还要保证焊接质量，不能有渗漏；轴承座为铸件，且壁厚较大，焊接中需严格按照工艺要求焊接，控制好热输入，以避免产生冷裂纹。ZG-属于中碳钢，其主要化学成分见表1。经换算可知，其碳当量约为0.80%，有比较大的淬硬倾向，焊接性较差，在热影响区易形成低塑性马氏体组织，当焊件的刚性较大或焊接材料、工艺参数选用不当时，易产生冷裂纹。

表1ZG-钢的主要化学成分（质量分数）（%）

QB是低碳合金钢，是以Mn，Si为主要合金元素的钢种，属热轧钢，其屈服强度高于MPa，主要化学成分见表2。从表2可计算出，其碳当量取最大值为0.49%，从而可以算出相应的裂纹敏感系数最大值为0.30%。这种材料有较好的抗热性能，一般不会出现热裂纹。但焊接QB钢板易出现冷裂纹的问题，淬硬组织是引起冷裂纹的决定性因素，所以在制订焊接工艺时应充分考虑氢的因素，为防止出现冷裂纹，需采取预热措施。

表2QB钢化学成分（质量分数）（%）

3组装工艺顺序及坡口形式

下箱体的组焊顺序依次为：拼焊底板、调平、探伤。在底板划线，组装内层立板、外层立板，加工艺支撑，焊接立板焊缝、焊接立板与底板焊缝，组装下轴承座、组装下盖板法兰，并采用点固焊固定。

上箱体的组焊顺序依次为：在下箱体的结合面上点固焊上轴承座，并与连接法兰组对，和下箱体采用点固焊固定，与箱体立板和筋板组对，加工艺支撑，焊接立板各缝、焊接立板与连接法兰焊缝，与盖板以及垫板和吊耳等小件组对后，再整体焊接。轴承座与箱体的结构形式如图1所示，座体厚度mm以上，背部与立板焊为一体，耳端与连接法兰焊接，立板与底板、法兰和轴承座的坡口形式（图2a），连接法兰与轴承座的坡口形式（图2b）。

图1轴承座与箱体的结构形式示意图

图2坡口形式

4焊接工艺参数及过程实施

焊接方法采用CO?气体保护焊，焊接工艺参数见表3，在进行立焊和横焊时，焊接电流比表3中的参数略小约10％～15％。

表3焊接工艺参数

（1）焊前准备焊前应将坡口两侧各至少50mm范围内的油污、锈迹、氧化膜及其他污物清除干净，轴承座和厚板法兰的焊接，需采用局部火焰预热的方法，预热到℃左右。注意多层多道焊的层间用风铲敲击清理，并保证层间温度，焊接过程由4名持证的合格焊工同时对称焊接。

（2）焊接顺序先焊下箱体各立板接缝、立板与底板横缝、下轴承座与法兰与立板焊缝（上下箱体需采用点固焊固定，以防止法兰变形），再焊上箱体立板接缝、立板与法兰焊缝、盖板焊缝，随后翻个再焊背面余缝。焊完后，上下箱体分开，焊接连接法兰及轴承座拼接焊缝，此处需要打磨清理好，并预热焊接，以避免奥氏体晶粒粗化；适当增大热输入，使接头的冷却速度降低，以防止热影响区产生淬硬组织。

（3）焊后退火处理焊接完成后，采用点固焊将上下箱体固定，并需立即进炉进行消应力退火处理，退火温度为～℃。退火处理后需喷砂、修磨，并检验。

5检验

修磨完成后，将上下箱体放于平台，按图样尺寸检查，相应尺寸均符合图样精度要求，法兰平度偏差≤5mm，焊缝外观经％目视检测，焊缝及热影响区不得有裂纹、未焊透、未熔合及超过容许限度的咬边、弧坑、夹渣等缺陷，焊缝外观尺寸应全部符合图样要求，焊缝UT探伤合格后按技术要求进行密闭性试验，不得渗漏。

6结语

本公司生产的此类设备在许多钢铁生产企业中已使用多年，均未发生设备性能质量问题，可见生产制作工艺非常成熟，作为设备的箱体部分，制订出合理的组焊接工艺非常重要，然后严格按照工艺要求控制好整个组焊过程，才能保证设备的各项指标满足技术要求。

作者

张广英

山东冶金机械厂有限公司

参考文献：

［1］杜国华.实用工程材料焊接手册［M］.北京:机械工业出版社，．［2］中国机械工程学会焊接学会.焊接手册:第3卷:焊接结构［M］.北京:机械工业出版社，.