手工电弧焊修复推土机减速齿轮的堆焊工艺

堆焊是在工件的表面或边缘熔敷一层耐磨、耐热、耐腐蚀等性能金属层的焊接工艺。通过堆焊可以修复旧的金属零件，从而达到延长零件使用寿命、降低成本的目的。本文以手工电弧焊堆焊推土机减速器齿轮为例，阐述该种修复工艺。

推土机减速器齿轮的材质大多是20CrNi3或18CrMnTi锻钢， 热处理后齿轮的硬度为50~54HRC。根据技术要求，采用焊条电弧堆焊修复齿轮工艺如下：

1.堆焊前准备

（1）清洗并处理齿面

焊前清洗齿面，并用角向砂轮打磨齿面，使齿面露出金属光泽，同时检查齿面，不得有裂纹。

（2）准备焊条

选用E5016或E5017焊条堆焊底层，选用A102不锈钢焊条堆焊表层。焊条使用前应按规定进行烘干，碱性低氢结构钢焊条应在350~400℃烘干1~2h。烘干的焊条放在100~150℃保温箱内，随取随用。

（3）选择焊机

选用直流弧焊机，并正确选择极性，使用碱性焊条应采用直流反接法。焊前应对焊机进行试焊，以确认其引弧性能和电弧稳定性是否良好，工艺参数是否便于调节。

2.焊修齿轮工艺流程

（1）选择合适的工艺参数

选择适当的焊接电源以及正确极性。如果整个齿轮从根部折断，则先采用E5016焊条堆焊至齿高的1/3，然后用A102焊条堆焊其余2/3。选用直径4mm焊条短弧焊接，并采用多层多道焊接，焊接电流可根据经验公式Ⅰ=（35~55）d（焊条直径）来选择。

在平焊位置时，可选择较大的焊接电流；横、立、仰焊位置焊接时，焊接电流比平焊小10~20%。采用碱性焊条的电流比酸性焊条小10%左右，采用不锈钢焊条的电流比碳钢焊条的电流小20%左右。

（2）预热

预热可以降低冷却速度，改善应力状况，是控制热裂纹和冷裂纹的重要措施。堆焊前，将工件断齿处用氧、乙炔火焰焊具预热到200℃，则可有效降低焊接裂纹的产生。

（3）堆焊

首先用E5016焊条从齿根开始沿齿宽方向进行堆焊。堆焊应分段实施，每道焊肉应重叠1/2左右，每段一次焊完，段与段之间采用对称施焊，直至堆焊成形且略有余量为止。每道焊完都应清渣，以防止产生夹渣和未焊透。

再用A102奥氏体不锈钢焊条堆焊表面。A102焊条具有良好的焊接性，但易产生热烈纹，在施焊时应采用小电流，短弧焊接，填满弧坑。多层焊时，应在前一层焊缝冷却到60℃以下时再焊，以减少热影响区。

为控制手工电弧堆焊的质量，减小母材向焊缝金属的熔入量，应注意控制稀释率。方法如下：堆焊根部时，适当减小焊接电流，并使焊条横向摆动以使其获得较小的熔深。焊接完成后应进行缓冷，以降低硬度，然后进行机械加工即可。

（4）热处理

机械加工后的堆焊层硬度较低，耐磨性较差。为提高表面硬度，将机械加工后的齿轮进行渗碳、淬火处理，然后进行低温回火以消除内应力。淬火温度为750℃，冷却液采用柴油加少量机油。回火温度为180~200℃，保温1.5h后空气中冷却即可。

采用以上堆焊工艺修复推土机减速器齿轮后，将减速器齿轮装机使用一年后检查，其性能满足使用要求，大大缩短了加工周期，修复成本也远远低于新件购置费用。

(作者地址：包钢白云铁矿公路车间 014080)