減速機輸出軸斷裂的修復

1臺減速機的輸出軸直徑為80mm，材料為經過調質處理的45號鋼。由于施工時違規操作，該軸出現如附圖所示的斷裂情況。我們采用現場修復工藝，對該軸實施了修復。

由于45號鋼碳當量大，在焊接時熱影響區的淬硬傾向較大，容易產生冷裂紋，且該軸焊接量較大，不可避免地存在著較大的焊接變形和焊接應力。為減小焊接變形，提高焊縫質量，采取焊前預熱措施，機加工前再對零件進行相應的熱處理，以減緩冷卻速度，方便氫的擴散逸出，防止產生冷裂紋，消除焊接應力。熱處理后再對焊接部位按照要求進行車削加工，即可達到該軸的尺寸要求。

1 焊前準備

(1)選擇設備及材料

鑒于施工現場條件，對該軸采用手工電弧焊焊接方法。焊接設備采用BX1－330型交流焊弧機。電源采用直流電源，反極連接(焊條接正級)。為提高焊縫的抗裂性能及強度，焊接材料采用低氫型J507(E5015)堿性焊條進行焊接，焊接前將焊條進行1～2 h烘焙，使其溫度達到350℃，然后存放在100～150℃的保溫箱中，使用時取出放在干燥筒內。Ⅰ、Ⅱ層焊縫用直徑3.2mm焊條，以減小焊接應力。以后焊縫用直徑4mm焊條，以提高工作效率。

(2)設計焊接坡口及間隙

焊接前將該軸斷裂部位加工平整，同時為減小焊接應力，在焊接坡口的設計上采取了一定措施。首先根據斷裂情況及零件直徑設計了U型坡口，坡口上寬為20mm，深度為37mm。為使坡口形狀一致，將斷裂部位端面加工平整后，采用成型車刀進行坡口加工。為避免應力集中，坡口各部位應倒圓，以減少母材熔入焊縫金屬中的比例，防止焊接裂紋的產生。焊接間隙對焊縫質量也有重要影響，間隙過小易產生未焊透或焊縫堆積過高的缺陷，間隙過大則容易燒穿。該軸焊接間隙選擇為2mm。

(3)焊前清理

焊前必須將該軸焊接部位的坡口及鈍邊表面鐵銹、油污、水分及氧化皮清除，先采用火焰烘烤清除水、油，然后用手工砂布或砂輪機打磨，進行除銹處理。氧化皮可直接采用砂輪機打磨進行清除，對于一些較難清洗的油污則采用丙酮或乙醇清洗。

2 焊接

焊接時，為防止焊接變形，應在坡口處加定位塊，以保證焊縫間隙相等。為避免該軸產生焊接變形，定位點焊位置選在定位塊兩側。由于45號鋼的可焊性一般，焊前采用乙炔火焰將焊縫兩側約50～80mm的部位預熱到150～200℃，以降低整個焊接區域的冷卻速度，防止產生裂紋。

焊接Ⅰ、Ⅱ層焊縫時，盡量采用小電流、低電壓、慢焊速，即小能量焊接法，且焊層應薄些(不大于2mm)，但要焊透，短弧焊不擺動。焊接時應隨軸轉動均勻施焊，每焊完1層焊縫，應對焊縫進行外觀目視檢查，若有氣孔、夾渣和裂紋等，應使用碳弧氣刨清除焊縫缺陷，經補焊后方可以繼續施焊。當焊至定位塊高度時，待焊縫冷卻溫度不低于200℃時，打掉定位塊，繼續施焊。堆焊高度應超過原軸直徑，留出足夠的機加工余量。各道焊縫工藝參數如附表所示。

3 焊后處理及機加工

焊后用石棉被覆蓋保溫，以降低淬硬程度，避免脆裂。為消除焊接應力，可用乙炔火焰將焊縫區加熱至350～550℃，埋在熱砂或者白灰中緩慢冷卻，直至冷卻到常溫。焊接處外觀要求整齊美觀，焊縫均勻，無氣孔、夾渣、未熔合、飛濺和咬邊現象。檢查外觀合格后，將輸出軸焊接部位重新車外圓和端面至要求尺寸即可。

上述修復方法簡便實用，修復成本低。經驗證，修復后的輸出軸在強度、精度等方面完全可以滿足減速器使用要求。