大型电机转轴的焊补

1　引言
　　从英国进口的一台1150hP同步电动机,因运行故障需更换转轴,选用φ220 ×φ2490mm的40Cr钢,切削加工前整材进行调质处理,后在半精车时不慎将两轴承肩距离( 1620mm)车短了5mm,见图1,为避免重大损失,对该轴进行了焊补修理,由于转轴已处于半精车阶段,待磨面直径仅留有0.3mm～0.5mm的磨削余量,非磨面都已达到图纸尺寸要求,使工件在焊补后不能再采用入炉焊后热处理工艺,但这样就无法保证质量,在对该转轴采取以下焊补方法后,保证了其质量及使用要求。

图1　1 150hP同步电机转轴

2　焊前准备
　　(1)焊前转轴表面应仔细清理,严格清除一切会产生氢气的油类等杂质。
　　(2)选用J857 焊条,φ3. 2mm。焊前将焊条在炉中250～300℃烘干2h,随用随取,消除焊条中的水分。
　　(3)在直流电焊机上采用反接法。
3　焊补工艺
　　(1)将整个转轴放进烘炉预热到300℃后取出。
　　(2)将转轴吊到滚轮支架上,滚轮应支承于轴上φ135及φ140两外圆处,装上扳转卡箍。
　　(3)采用对称交错焊补,每圈分8段,每层接头收尾均应错开, 填满弧坑, 电流值取90A～
100A,慢焊速,以防止转轴过热,减小熔深和热影响区。采用连续施焊,焊缝宽度应大于6mm,高
出转轴表面2mm,第1层和第2层的焊接次序见图2所示,第3层次序与第1层相同,第4层与第2层相同,其余类推。

图2　焊接次序

　　(4)焊毕立即用两把气割炬加热焊补位置两侧100mm～120mm以内区域,同时不断转动转轴,使加热均匀,避免变形。
　　(5) 用半导体点温计检测, 当温度达到550～600℃时,再保温1h , 然后将转轴吊入300℃烘炉内, 随炉冷却至常温。其目的是消除焊接应力, 降低扩散氢的含量, 改善热
影响区金相组织。
　　焊补后进行硬度测试,焊补区φ115mm外圆处硬度HB248;φ130mm 外圆处硬度HB254。电机转轴经焊补、精加工后装上同步电机,到目前为止已运行5年多,运转正常。