电镀曲轴再生新技术及埋弧堆焊专业设备.doc

曲轴再生新技术及埋弧堆焊专业设备
●王建安（本钢歪头山铁矿）●王英杰（沈阳绿岛表面技术开发中心）
【摘要】：超弱规范埋弧自动焊是再生曲轴十分有效的新技术，本文介绍了此技术与传统方法的主要区别、特点、专用设备及实际应用的效果。本文摘自1995年《冶金设备》第二期
主题词曲轴再生埋弧焊设备

Newtechniqueoftherenewingcrankshaftand
specialequipmentinsubmerged—arcwelding

WangJianan
（BengangWaitoushanmine）
WangYingjie
（DandongKelianInstituteofIndustryTechnology）

AbstractItisveryefficientthatsubmerged－arcweldingoftheoverlowcurrentisusedtorenewingcrankshaft.Themaindifferency,characteristies,specialequipment,andpracticearedisscusedthecomparingwiththetraditionalmethodinthispaper.
KeywordsRenewcrankshaftSubmerged－arcweldingEquipment我国矿用汽车的发动机大多从国外进口，曲轴和缸体是发动机中的两个关键件，其进口价格十分昂贵。例如TEREX33-07自卸车的曲轴和缸体的购置价已分别超过￥6万元和￥13万元，而百余吨载重量的汽车上的曲轴、缸体更要高出此价数倍，由此可见，进口曲轴缸体的再生价值。因此近年来国内外许多单位和专家都致力于曲轴、缸体再生的研究工作。目前实际应用的技术主要有以下几种：电刷镀、线材喷涂、金属粉末喷涂（喷焊）、低温镀铁（刻蚀或无刻蚀）。事实证明这几种方法均不理想。这是由曲轴、缸体的工况和这几种方法的局限性所决定的。矿用汽车曲轴的工况十分恶劣，因而常常造成磨损加剧、化瓦抱轴、弯扭断裂、早期失效。其中由各种原因造成的化瓦抱轴烧伤是最为常见的一种失效形式，其烧伤沟槽深度可达1～2mm，而且十根化瓦九根弯扭，其弯曲变形严重者全长表值可达几毫米之多，化瓦的同组连杆颈扭曲后的不同轴度常常大于0.5mm，其工况和失效形式决定了曲轴再生的高难度。在结合强度、表面硬度、表层厚度、表面粗糙度、疲劳强度、几何精度稳定性等性能指标上要全面符合有关曲轴的再生标准很难做到，特别是工作中的曲轴对油孔边缘和轴颈根部R的表面裂纹是十分敏感的，而此处的再生质量又是很难保证的。金属电刷镀和金属喷涂因其涂层与基体的结合强度不过5kg/mm2左右，将此两种技术应用于曲轴再生风险极大，等离子等特殊喷涂方法也只是略好一些而已。金属粉末喷焊虽可达到40kg/mm2的结合强度和曲轴所要求的表面硬度，但因其重熔温度要高于金属相变温度200℃以上，这势必引起曲轴的金相组织严重恶化，其组织及热应力、弯曲变形等十分严重，从这个意义上讲，如果说这是修复曲轴，还不如说是破坏曲轴。与上述几种方法相比较，低温镀铁要好一些，因其镀层的结合强度和表面硬度均可满足曲轴的使用要求。将其用于弯曲和磨损量都不大的曲轴修复上还是可以的。而对失效严重的曲轴它便难胜此任，因为此工艺有四大缺点：1）受电镀工艺的制约，曲轴连杆轴颈内侧根部R很难镀覆上，因电力线在未达到R之前即偏到两侧面上，其结果是该镀的R没镀上，不该镀的两侧面反而镀上了。而R恰恰又是曲轴断裂的最敏感处，此点可说是低温镀铁的致命弱点，另外油孔边缘的镀层微裂也很难达到使用要求；2）因镀层内部存在的强大拉应力（高达20kg/mm2）引发出的表面网状裂纹也很严重，有的边磨削边从裂纹往外返锈。曲轴轴颈的工作温度通常在环境温度到150℃之间动态变化，因而裂纹边缘有微翘之可能，这对轴瓦的高速滑配摩擦是十分有害的，这也就是曲轴技术标准中规定表面不能有任何裂纹的一个重要原因；3）为了提高镀层与基体的结合强度，起镀时必有0.06mm厚的软镀层，如镀层较薄或用户减径磨削后的轴颈某侧表面恰到此层，则曲轴初用，其直径尺寸必将迅速减小并失圆超差；4）镀铁层的一次性厚度是有限的，对同组连杆扭曲变形引起其同轴度超限较大和化瓦轴颈烧损严重者很难恢复其应有的精度和尺寸。而靠复镀增厚，其工艺和质量均很麻烦。沈阳绿岛以科研指导生产，以生产促进科研，经过几年的实践，通过歪头山铁矿的积极配合，不断完善了超弱规范埋弧自动焊曲轴再生技术，彻底克服了上述几种工艺存在的全部弊端。其焊层的结合强度高达45kg/mm2，表面硬度高于HRC50，焊层厚度可控制在3mm以内，表面成形美观，无任何裂纹、气孔、夹渣等缺陷，R和油孔质量可与新轴媲美。此种新工艺实现了曲轴再生技