本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種內(nèi)燃機(jī)車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸平衡塊焊接工藝，包括以下步驟：1）設(shè)計(jì)焊接坡口；2）預(yù)熱；3）正式焊接；4）清理及封頭焊；5）退火；6）修形及射線探傷。本發(fā)明專利技術(shù)所述工藝，克服了傳統(tǒng)工藝中的難點(diǎn)，解決了工藝要求、預(yù)熱、焊接裂紋及曲軸變形、焊后熱處理以及探傷誤差等諸多問題，焊接技術(shù)起點(diǎn)高，達(dá)到平衡塊焊接的高質(zhì)量要求，可以實(shí)現(xiàn)一系列機(jī)車柴油機(jī)曲軸的國(guó)產(chǎn)化,擴(kuò)大了曲軸生產(chǎn)和運(yùn)用的空間。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及發(fā)動(dòng)機(jī)部件焊接工藝，特別是內(nèi)燃機(jī)車發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸平衡塊的焊接工藝。
技術(shù)介紹
發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸是發(fā)動(dòng)機(jī)中最主要的部件之一，其成本占發(fā)動(dòng)機(jī)總成本的60%以上，曲軸在使用時(shí)，曲軸的連桿軸頸與活塞連桿進(jìn)行連接，將活塞連桿的上下運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鬏S的轉(zhuǎn)動(dòng)，曲軸在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)因?yàn)槭菍⒒钊B桿的上下運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，因此，在連桿以及曲軸臂的重力作用下，容易導(dǎo)致曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速度不平穩(wěn)，容易發(fā)生震蕩，加速曲軸的損壞，產(chǎn)生較大的噪音，而且輸出的動(dòng)力不穩(wěn)定。所以曲軸平衡塊對(duì)于減少發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)、安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要作用。我國(guó)內(nèi)燃機(jī)車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸平衡塊的連接在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上一直采用螺栓連接方式，沒有采用焊縫連接的結(jié)構(gòu)。在二十世紀(jì)八十年代到九十年代期間，我國(guó)僅僅有一到二個(gè)原鐵路企業(yè)在路段要求為ND5機(jī)車提供曲軸配件時(shí)，多次嘗試帶六塊平衡塊的ND5曲軸(材質(zhì)35CrMo)的焊接工藝試驗(yàn)，由于企業(yè)焊接工藝技術(shù)水平原因達(dá)不到平衡塊焊接的高質(zhì)量要求，均以失敗告終，無(wú)法進(jìn)行正式生產(chǎn)。國(guó)外內(nèi)燃機(jī)車發(fā)達(dá)國(guó)家如美國(guó)，其設(shè)計(jì)的內(nèi)燃機(jī)車曲軸平衡塊與曲軸的連接方式大多采用焊縫連接方式，美國(guó)大量使用的EMD公司的ND5機(jī)車就采用其國(guó)民鍛造公司生產(chǎn)的帶六塊焊接平衡塊的曲軸。從實(shí)物解剖看，平衡塊焊縫存在著一定數(shù)量的(如氣孔等)體積缺陷，其焊接質(zhì)量不佳。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸平衡塊焊接工藝，克服傳統(tǒng)工藝中的一些難點(diǎn)，解決了工藝要求、預(yù)熱、焊接裂紋及曲軸變形、焊后熱處理以及探傷誤差等諸多問題，焊接技術(shù)起點(diǎn)高，達(dá)到平衡塊焊接的高質(zhì)量要求，可以實(shí)現(xiàn)一系列機(jī)車柴油機(jī)曲軸的國(guó)產(chǎn)化，擴(kuò)大了曲軸生產(chǎn)和運(yùn)用的空間。為了實(shí)現(xiàn)上述專利技術(shù)目的，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案如下 一種內(nèi)燃機(jī)車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸平衡塊焊接工藝，包括以下步驟 1)設(shè)計(jì)焊接坡口 平衡塊工藝坡口采用帶鈍邊雙J+V的坡口形式根部R=15 25、坡口面角度a 1=25。 35。、a2=50。 55。、H=20 25_、鈍邊厚度p=3 4mm ;在平衡塊兩端同尺寸加工出L=IO 15_、寬度B=15 20_的引、熄弧端； 2)預(yù)熱進(jìn)加熱爐進(jìn)行整體預(yù)熱到300 350°C，保溫1. 5 2小時(shí)，出爐后立即上胎焊接； 3)正式焊接平衡塊沿曲軸軸向、圓周方向?qū)ΨQ地組裝，兩人同時(shí)對(duì)稱地焊接平衡塊；焊接電流>300A，焊接電壓氺34V ;多層多道焊，單道焊縫要求寬度10-13mm，厚度4_6mm，直線焊接不擺動(dòng)； 每層第一道均先焊接近曲軸本體部位的焊縫，避免電弧直接指向曲軸本體，控制本體化學(xué)成分過多地進(jìn)入焊縫中，控制熔合比在50%以內(nèi)，同層焊縫后續(xù)焊道依次向平衡塊方向進(jìn)行，每塊平衡塊先焊接正面的1/3厚度后翻轉(zhuǎn)焊接反面焊縫，最后再翻轉(zhuǎn)焊接正面余下部分，每道焊縫焊接完畢，立即清理焊接部位的渣皮，并釋放焊接應(yīng)力；每道焊縫焊接后，均需檢查焊接質(zhì)量，不合格時(shí)，必須進(jìn)行返修處理，不允許未處理直接焊接下一焊道； 4)清理及封頭焊 每塊平衡塊焊接完畢，保持焊接處溫度200 300°C，立即用碳弧氣刨方法將平衡塊兩端的引、熄部位刨除干凈；立即，用砂輪打磨光潔后，采用手工焊或CO2方法對(duì)刨除部位進(jìn)行橫向封頭焊； 5)退火 焊接完畢，要求4小時(shí)內(nèi)進(jìn)行整體進(jìn)爐退火處理退火溫度為600±20°C，保溫時(shí)間為3 4小時(shí)； 6)修形及射線探傷 退火后，對(duì)焊縫進(jìn)行打磨、修形，清除表面易見的缺陷，并進(jìn)行射線探傷。優(yōu)選地，步驟3)中平衡塊組裝間隙為I 2mm;采用01. 2 mm G4Sil/ER50-6 焊絲的 MAG 焊方法。步驟3)中每層第一道焊縫焊接電流為200A-220A，焊接電壓25-27V ;其余焊縫焊接電流220-250A，焊接電壓27-30V。步驟3)中焊接過程中，保持層間或道間預(yù)熱溫度不低于200°C，若低于該溫度，對(duì)焊接處及附近150mm范圍加熱到230-250°C。步驟3)中，層/道間溫度控制為200°C 300°C;每塊平衡塊焊接后對(duì)焊縫及兩側(cè)(術(shù)100mm)及時(shí)后熱處理溫度350 400°C，保溫時(shí)間為30Min ;同時(shí)對(duì)焊縫采用石棉布包扎保溫緩冷。步驟6)中，對(duì)焊縫進(jìn)行打磨、修形后，檢查表面狀況，控制磨痕深度氺0. 2mm。步驟I)是解決焊接坡口設(shè)計(jì)無(wú)法保證焊接工藝的技術(shù) 在平衡塊兩端預(yù)設(shè)引、熄弧端，避免引、熄部位的焊接缺陷發(fā)生在平衡塊焊縫內(nèi)，從根部上解決了焊接工藝無(wú)法滿足質(zhì)量要求的問題。步驟2)、3)是解決預(yù)熱的技術(shù) 采取整體預(yù)熱的方案，出爐后立即上胎焊接。正式焊接時(shí)，層/道間溫度200°C 300°C。每塊平衡塊焊接后對(duì)焊縫及兩側(cè)(術(shù)100mm)加熱到350 400°C X 30Min，進(jìn)行及時(shí)后熱處理。同時(shí)對(duì)焊縫要求用石棉布包扎保溫緩冷。這是從預(yù)熱技術(shù)等熱處理機(jī)制上解決了焊接裂紋問題。步驟3)也是具體的焊接操作技術(shù) 采取沿曲軸軸向、圓周方向?qū)ΨQ地組裝，兩人同時(shí)對(duì)稱地焊接平衡塊；保證組裝間隙為I 2mm，采用01. 2 mm G4Sil/ER50_6焊絲的MAG焊方法；焊接電流氺300A，焊接電壓>34V ;多層多道焊，直線焊接不擺動(dòng)；每層第一道均先焊接(焊接電流為200A-220A，焊接電壓25-27V)近曲軸本體部位的焊縫并依次向平衡塊端進(jìn)行(焊接電流220-250A，焊接電壓27-30V);避免電弧直接指向曲軸本體，嚴(yán)格控制曲軸本體成分熔化后進(jìn)入焊縫的比例，控制熔合比在50%以內(nèi)，以達(dá)到減少稀釋率的目的；每塊平衡塊先焊接正面的1/3厚度后翻轉(zhuǎn)焊接反面焊縫，最后再翻轉(zhuǎn)焊接正面余下部分。焊接過程中，保持層間或道間預(yù)熱溫度不低于200°C，若低于該溫度，通過氧乙炔焰等方式對(duì)焊接處及附近150mm范圍加熱到200-250°C。每道焊縫焊接完畢，立即清理焊接部位的渣皮等，并釋放焊接應(yīng)力；每道焊縫焊接后，均需檢查焊接質(zhì)量，不合格時(shí)，必須進(jìn)行返修處理，不允許未處理直接焊接下一焊道。稀釋率是指異種金屬熔焊或堆焊時(shí)，熔敷金屬被稀釋的程度。用母材或預(yù)先堆焊層在焊道中所占的百分比來表征。對(duì)焊接質(zhì)量的影響在所有電弧焊焊縫中，都有一定數(shù)量的熔化母材和填充金屬相混合，只有少數(shù)焊縫金屬成分與母材成分一樣，且因焊縫組織的性質(zhì)有些獨(dú)特，所以母材被焊縫過多的稀釋而引起成分變化，就會(huì)影響焊縫金屬的性能，從而影響金屬焊接性。以上從焊接操作上解決了焊接裂紋及曲軸變形問題。步驟4)是解決焊縫兩端質(zhì)量控制的技術(shù)。在平衡塊兩端預(yù)設(shè)引、熄弧端，避免引、熄部位的焊接缺陷發(fā)生在平衡塊焊縫內(nèi)，每塊平衡塊焊接完畢，在200 300°C下立即用碳弧氣刨將平衡塊兩端的引、熄弧部位刨除干凈；同時(shí)，采用焊條電弧焊對(duì)刨除部位進(jìn)行橫向封頭焊。 這是從焊縫兩端的質(zhì)量控制上解決了焊接裂紋問題。步驟5)是解決焊后熱處理的技術(shù) 焊接完畢，4小時(shí)內(nèi)要求進(jìn)行整體進(jìn)爐退火處理(600±20°C、保溫3-4小時(shí))。消除焊接應(yīng)力、改善組織，避免了焊接延遲裂紋的方式，是從焊后熱處理技術(shù)的機(jī)制上解決了焊接裂紋問題。步驟6)是解決表面缺陷及避免射線探傷時(shí)由于存在表面缺陷產(chǎn)生的誤判。退火后，要求用砂輪等方法對(duì)焊縫進(jìn)行打磨、修形，清除表面易見的缺陷，要求表面光潔、圓滑過渡，確保后續(xù)射線探傷的順利進(jìn)行。這是在焊后對(duì)焊縫表面的處理上為射線探傷提供可靠的保證。該工本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種內(nèi)燃機(jī)車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸平衡塊焊接工藝，其特征在于包括以下步驟：1）設(shè)計(jì)焊接坡口：平衡塊工藝坡口采用帶鈍邊雙J+V的坡口形式：根部R=15～25、坡口面角度α1=25??°～35?°、α2=50??°～55??°、H=20～25mm、鈍邊厚度p=3～4mm；在平衡塊兩端同尺寸加工出L=10～15mm、寬度B=15～20mm的引、熄弧端；2）預(yù)熱：進(jìn)加熱爐進(jìn)行整體預(yù)熱到300～350℃，保溫1.5～2小時(shí)，出爐后立即上胎焊接；3）正式焊接：?平衡塊沿曲軸軸向、圓周方向?qū)ΨQ地組裝，兩人同時(shí)對(duì)稱地焊接平衡塊；焊接電流≯300A，焊接電壓≯34V；多層多道焊，單道焊縫要求：寬度10?13mm,厚度4?6mm，直線焊接不擺動(dòng)；每層第一道均先焊接近曲軸本體部位的焊縫，避免電弧直接指向曲軸本體，控制本體化學(xué)成分過多地進(jìn)入焊縫中，控制熔合比在50%以內(nèi)，同層焊縫后續(xù)焊道依次向平衡塊方向進(jìn)行，每塊平衡塊先焊接正面的1/3厚度后翻轉(zhuǎn)焊接反面焊縫，最后再翻轉(zhuǎn)焊接正面余下部分，每道焊縫焊接完畢，立即清理焊接部位的渣皮，并釋放焊接應(yīng)力；每道焊縫焊接后，均需檢查焊接質(zhì)量，不合格時(shí)，必須進(jìn)行返修處理，不允許未處理直接焊接下一焊道；4）清理及封頭焊：每塊平衡塊焊接完畢，保持焊接處溫度200～300℃，立即用碳弧氣刨方法將平衡塊兩端的引、熄部位刨除干凈；立即，用砂輪打磨光潔后，采用手工焊或CO2方法對(duì)刨除部位進(jìn)行橫向封頭焊；5）退火：焊接完畢，要求4小時(shí)內(nèi)進(jìn)行整體進(jìn)爐退火處理：退火溫度為600±20℃，保溫時(shí)間為3～4小時(shí)；6）修形及射線探傷：退火后，對(duì)焊縫進(jìn)行打磨、修形，清除表面易見的缺陷，并進(jìn)行射線探傷。...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種內(nèi)燃機(jī)車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸平衡塊焊接工藝，其特征在于包括以下步驟 1)設(shè)計(jì)焊接坡口 平衡塊工藝坡口采用帶鈍邊雙J+V的坡口形式:根部R=15 25、坡口面角度a 1=25 ° 35 °、a2=50 。 55 °、H=20 25_、鈍邊厚度p=3 4mm ;在平衡塊兩端同尺寸加工出L=IO 15mm、寬度B=15 20mm的引、熄弧端； 2)預(yù)熱 進(jìn)加熱爐進(jìn)行整體預(yù)熱到300 350°C，保溫1. 5 2小時(shí)，出爐后立即上胎焊接； 3)正式焊接 平衡塊沿曲軸軸向、圓周方向?qū)ΨQ地組裝，兩人同時(shí)對(duì)稱地焊接平衡塊；焊接電流> 300A，焊接電壓氺34V ;多層多道焊，單道焊縫要求寬度10-13mm，厚度4_6mm，直線焊接不擺動(dòng)； 每層第一道均先焊接近曲軸本體部位的焊縫，避免電弧直接指向曲軸本體，控制本體化學(xué)成分過多地進(jìn)入焊縫中，控制熔合比在50%以內(nèi)，同層焊縫后續(xù)焊道依次向平衡塊方向進(jìn)行，每塊平衡塊先焊接正面的1/3厚度后翻轉(zhuǎn)焊接反面焊縫，最后再翻轉(zhuǎn)焊接正面余下部分，每道焊縫焊接完畢，立即清理焊接部位的渣皮，并釋放焊接應(yīng)力；每道焊縫焊接后，均需檢查焊接質(zhì)量，不合格時(shí)，必須進(jìn)行返修處理，不允許未處理直接焊接下一焊道； 4)清理及封頭焊 每塊平衡塊焊接完畢，保持焊接處溫度200 300°C，立即用碳弧氣刨方法將平衡塊兩端的引、熄部位刨除干凈；立即，用砂輪打磨光潔后，采用手工焊或C...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：邱友勝，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：南車資陽(yáng)機(jī)車有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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