16吨电动铁水包耳轴的焊接质量控制（铸造热处理专业）

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基本原理也是耳轴的偏角控制，但取值精度较高(<4')。

根据自身长期在铁水包设计、使用及制造经验，并对铁水包轴承支撑装置及倾动装置扭力杆装置的原理分析认为，只要采用双调心滚了轴承支撑装置(一端固定一端浮动)、倾动装置采用全悬挂扭力杆反力装置，则一定值的耳轴端部偏摆完全可被铁水包扭力杆装置的拉杆、曲柄及扭力杆(两端装关节轴承)的偏转所吸收而不产生附加的有害影响(见图9), vAI对托圈同轴度的设计取值是可取的。

图9 扭力杆装置的补偿作用

考虑到制造精度及测量精度带来的影响，其控制值应通过两个值来控制: （1)两侧耳轴轴线与铁水包回转轴线的最大偏角(水平偏角与垂直偏角的合成)< 5');

（2)两侧耳轴轴线与铁水包回转轴线的最大偏离值<4mm; 该值的取值高于VAI标准，也符合中国国内的实际加工能力。

3 质量控制

焊接质量通常由产品的设计质量、加工质量、质量检验和焊后处理等环节来保证。

3.1 设计质量

焊接产品所选用的接头类型及其计算强度应满足实际的承载能力。焊接方法应适合构件的特点，经济性好。焊接工艺过程应能尽量减少应力、变形和应力集

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中程度。生产劳动量和材料消耗应尽可能小，接头设计时还要考虑探伤的方便。

3.2 加工质量

所采用的母材、焊丝、焊剂或焊条等焊接材料的性能应符合设计要求。焊机、辅助机具和检测仪器的性能应良好。焊前，焊接材料应按规定烘干，工件的焊接坡口要符合要求并清除切割残渣、龟裂和污物。

3.3 质量检验

质量检验贯穿在产品从设计到成品的整个过程中，必须确保质量检验过程中所用检验方法的合理性、检验仪器的可靠性和检验人员的技术水平。焊后的产品要运用各种检验方法检查接头的致密性、物理性能、力学性能、金相组织、化学成分、抗腐蚀性能、外表尺寸和焊接缺陷。焊接缺陷可分为外部缺陷和内部缺陷。外部缺陷包括:余高尺寸不合要求、焊瘤、咬边、弧坑、电弧烧伤、表面气孔、表面裂纹、焊接变形和翘曲等。内部缺陷包括：裂纹、未焊透、未熔合、夹渣和气孔等。焊接缺陷中危害性最大的是裂纹，其次是未焊透、未熔合和夹渣、气孔和组织缺陷等。个别的缺陷是允许存在的。允许存在的缺陷数量、性质依产品的使用条件和质量评定标准确定。如焊缝余高过高，对受静载的产品是允许的，但对受频率较高的循环疲劳载荷的产品则是不允许的，就连正常的余高也要削除。焊接缺陷的出现与坡口加工和装配精度、执行焊接工艺的严格程度以及焊工的技术等因素有关。

焊接缺陷的检验方法分破坏性检验和非破坏性检验（也称无损检验）两大类。非破坏性检验方法有外观检查、致密性检验、受压容器整体强度试验、渗透性检验、射线检验、磁力探伤、超声波探伤、全息探伤、中子探伤、液晶探伤、声发射探伤和物理性能测定等。破坏性检验方法有机械性能试验、化学分析和金相试验等。正确选用检验方法，并与生产工序有机地结合起来进行检验，不但能彻底查清缺陷的性质、大小和位置，而且可以找出缺陷的产生原因，从而避免缺陷的再度出现。 焊后处理:

焊后处理包括焊接后工件变形的矫正、余高的打磨处理、接头清洗、构件焊后局部或整体热处理等。

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对于耳轴焊接不仅要对焊缝的质量进行控制，同时还要对两端的耳轴的同轴度进行控制。

4 焊接

图10 手弧焊

手弧焊设备。手弧焊使用的设备简单、方法简便灵活、适应性强，但对焊工操作要求高。

4.1 耳轴点焊定位

耳轴粗加工后，按JB/T5000.14～1998《铸钢件无损探伤》的有关规定进行超声波探伤，检验结果二级合格，合格后转入组装。

耳轴转入组装，对进行点焊固定焊接位置，为后续焊接做好准备。为了满足耳轴焊接的同轴度问题，我公司采用假轴来定同轴度的方法，那么耳轴通过包体两侧加工好的两个圆孔径，使得假轴成为包体横刨面的一个中心线，以此保证其在包体的中心。耳轴与包体两侧加工的孔径尺寸相吻合，误差小于2mm，错边量≤2mm。

用焊条对耳轴与孔径接触的内外纵缝全部点焊定位，先上后下再左右的顺序进行电焊定位，目的在于预防变形错位，对于在包体内的部分要采用角钢、槽钢等进行 “米”字形加固，防止焊接开始时产生的应力引起变形，使得焊接时施焊处承受过多的重量，导致焊接熔融处塌陷。

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图11 中间假轴安装的示意图

4.2 焊接前预热

正式焊接工作开始前，对厚钢板的焊缝区进行预热。焊接时由于局部的激热速冷，在焊接区就可能产生裂纹，预热就是减缓焊接区激热丶速冷的过程。约束力大的焊接接头，预热后可以减少收缩应力，预热还可以排除焊接区得水分和湿气，排除了水分也就是排除了产生氢气的根源。

焊接时应根据工作地点的环境温度、钢材材质和厚度，选择相应的预热温度，对焊接件进行预热。

凡需要预热的构件，焊前应在焊道两侧各100mm范围内均匀进行预热，预热温度的测量应在距焊道50mm处进行。

表5 不同厚度钢材需要预热的条件

低碳钢构件 钢材厚度 （mm） ≤30 31 ～ 50 0 51 ～ 70 气温低于 （℃） -30 -10 0 Q345, 16Mnq,45, 25CrMnSi,15Mnv构件 钢材厚度 （mm） ≤10 10～16 16～24 25～40 40以上 气温低于 （℃） -26 10 -5 0 任何温度 当工作地点的环境温度为0℃以下时，焊接件的预热温度应通过实验确定。

表6 不同材质钢材需要预热的温度 碳素钢含碳量 （%） ＜0.20 0.20～0.30 预热温度 （℃） 不预热 ＜100 低合金钢 预热温度 （℃） 20