大型球磨機端蓋裂紋焊接修復

王歡 李寧

大型球磨機端蓋裂紋焊接修復

王歡 李寧

通過對MQY458型球磨機入口端蓋裂紋的焊接修復工作進行總結,為同類型球磨機端蓋焊接修復工作提供參考依據。

1. 概述

MQY4585球磨機是我公司為山東魏橋集團提供的產品，規格為φ4.5m×8.5m。球磨機在運行19個月后，在運轉過程中發出異常聲音，停機檢查發現端蓋出現裂紋，經檢測裂紋長為2 500mm,貫穿長度為1 500m m（見圖1）。處理的辦法最好是立即停機更換端蓋，但無備件，新的備件從制模鑄造到加工，工期最少兩個月，而生產任務又非常緊急，為不影響客戶的正常生產，我公司一方面迅速制作備件，另外著手進行現場裂紋補焊，爭取達到磨機正常運轉條件。

2. 焊接性分析

根據設備出廠資料，端蓋為Z G35材料制成，產生裂紋部位在φ3 400mm附近，壁厚125mm，材料焊接性能優良，但因為壁厚較大，易出現三維應力，補焊時應該采取預熱措施，以防止焊接裂紋出現；但結構因素限制，如果整體預熱，肯定不現實，局部預熱焊接，則有可能因為受熱不均勻導致焊接變形過大，最后可能出現裂紋焊補好了，因變形大，磨機仍然無法運轉。

3. 焊接方案制定

以控制焊接變形為主要目標，裂紋補焊時采用不預熱焊接工藝；冷焊采用小參數多層多道焊，注意使用風鏟錘擊打底層焊縫釋放應力。本次端蓋裂紋焊接修復采用半自動熔化極CO2氣體保護焊，相比于焊條電弧焊，既可減少焊接變形，保證焊接質量，又能提高焊接速度 ；焊接材料選用實芯焊絲H08Mn2SiA。

圖1 中空軸

對于端蓋裂紋等構件，由于運轉時間相當長，材料可能有疲勞現象，同時裂紋處的拘束度都非常大，這樣常常在焊接根部的1~2道焊縫時容易出現裂紋，為此選用伸長率比較高的奧氏體填充材料。本次維修過程中我們底層焊縫均采用了ER308L不銹鋼焊絲填充，效果非常理想。

4. 焊接實施

（1）止裂孔鉆削 著色檢測，找出裂紋內外端頭位置，經分析裂紋走向，我們在裂紋終端50mm 處鉆出φ8~φ10mm止裂孔。 由于裂紋內外兩側端部沒有重疊貫穿，所以止裂孔的深度鉆到所在位置板厚的一半即可。

（2）坡口制備 采用碳弧氣刨在端蓋開外部形坡口（見圖2），這是一道非常關鍵的工序，為了控制變形，裂紋必須分段刨出坡口，此裂紋長度分為5段（見圖3），先開1、3、5坡口，坡口開好后，要仔細打磨和清理積炭部位，在1、3、5段焊接完成后，在開2、4段坡口，注意不得將裂紋一次處理完，這樣裂紋未刨開部位可以支撐防止出現過大收縮變形。

（3）焊接過程 為保證焊接質量并控制焊接變形，焊接參數如附表所示。

采用多層多道焊接，每焊接一道，先用風鏟錘擊焊縫表面直到金屬產生塑性變性，以細化晶粒改善組織，減小應力，同時冷卻焊縫和清渣，再焊下一道；道間溫度控制在50℃左右，即用手摸不至于燙手再焊接后續焊縫。局部焊接完畢及時用硅酸鋁巖棉墊對焊縫進行保溫。對此類較深坡口（板較厚）又不能開較大角度的焊縫焊接，一般推薦采用加長窄噴嘴進行焊縫填充，如果用標準噴嘴，難以伸到根部導致焊絲伸出過長，電弧不穩，焊接質量難以控制。

（4）焊后處理及檢測 焊接結束后即刻用履帶式加熱器進行焊后熱處理，以消除焊接應力，熱處理參數如圖4所示。熱處理完成后，進行超聲波無損檢測。

5. 焊接效果

該端蓋的裂紋按上述工藝焊接完成后，對焊縫進行修磨，端蓋進行檢測，符合圖樣設計要求，再經空車運行，滿足運行條件，于是空車運行8h后加50%負荷，運行一個班，設備運行均正常，再滿負荷工作。經該工藝修復后的端蓋，現在仍正常運行，說明此次維修是比較成功的，重新制作的端蓋備件已經發到用戶現場，待設備停機維護時更換新端蓋。

焊接參數

6. 結語

本文所涉及的大型球磨機端蓋鑄件的焊接修復工藝方法，希望能給同類鑄件裂紋的焊接修復工作提供一定的參考，同時，望廣大專家、同行對本文的焊接修復工藝方法提出寶貴意見，使該工藝方法更加完善。

圖2 坡口

圖3 裂紋分段

圖4 熱處理曲線

[1]于存喜,張吉.大型球磨機端蓋裂縫的焊接修復[J ].技術交流與應用，2010（10）：54-56.

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[4]郭實英,梁鍵. CO2氣體焊修復水泵殼體裂紋[J].金屬加工（熱加工），2008(24)：74.

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王歡，中國有色（沈陽）冶金機械有限公司；李寧，北方重工集團輸送設備分公司。