ZG45CrMo 大齒輪是磨機傳動裝置（zhì）中的主要部件，大齒輪為"T"型（xíng）結構，齒頂圓直徑（jìng）為7648mm，齒寬為610mm，重達20445kg。由（yóu）於結構尺寸大，為兩半把合結構， 母材為ZG45CrMo， 正火態，280～320HB，模數為（wéi）30。該（gāi）齒輪在使用過程中由於操作失（shī）誤（wù），造成齒麵上有1 個深約55mm、寬約50mm 的溝需要修補。大齒輪修補工作難（nán）度很大，為圓滿完成修補工作，製訂了詳細的焊接修補方案，采取修補全程質量跟蹤等措施，首例成功地修複了大齒輪，挽回了經濟（jì）損（sǔn）失，為同類大齒輪的修複（fù）提供了寶貴經驗。

      1 焊接方法及材料

      根據該大型齒輪的材料、結構特點、缺陷情況及焊補的（de）拘束度等實際狀況（kuàng）， 決定采用焊（hàn）條電（diàn）弧焊方法。選擇焊接材料時，首先考慮錳的影（yǐng）響，錳是重要的淬透性元素， 對（duì）焊縫金屬的韌性有很大影響。錳（měng）含量在1.5%附近時焊（hàn）縫金屬有最好的韌（rèn）性。鎳的作用與錳相似，較錳作用弱，與錳（měng）共（gòng）存時，鎳更有利於針狀鐵素體的形成（chéng），先共析鐵素體減少（shǎo），組織進一步細化（huà），在低（dī）碳（tàn）低硫含量的條件下，鎳對提高金（jīn）屬韌性是有利的。錳和鎳都能提高（gāo）鋼（gāng）材的淬透性， 且隨著錳和鎳含量的增加，焊補金（jīn）屬的強度、硬度也隨之提高，當（dāng）錳含量在（zài）1.5%左右、鎳含量在1.3 左右時韌性最好。因此，焊條選用J857CrNi，直徑（jìng）為4.0mm。J857CrNi 的化學成分及性能如表1 所示，大齒輪化學成分（fèn）及力學性能要求如表2 所示。

      2 焊補（bǔ）工藝方案（àn）

      大齒輪修補難度大，為圓滿完（wán）成修補工作，我們製訂了（le）詳細的修補（bǔ）方案（àn）， 如根據需焊補（bǔ）部位的結構特點，有（yǒu）針對性的選擇預熱形式和方法，同（tóng）時結合設備的（de）精度製定詳細（xì）的焊接監控措施（shī）， 又根據待修複（fù）部位需焊補的（de）大小采用層間錘擊（jī）釋放應力和焊後去應力（lì）退火等方案，有效的（de）解決了施焊空間深而窄小、預熱困難、焊縫質量（liàng）不易（yì）保證等難題（tí）。為確保修複質量，又製定了詳細的大齒輪修補過程質量跟蹤卡。具體焊補工藝方案如下：

      (1) 焊接位置采用立向上焊接， 焊接過程中整個大齒（chǐ）輪仍然兩半把合。

      (2) 焊前（qián）焊條在400℃保溫1 h 烘幹（gàn），烘幹後裝入保溫筒通電（diàn）保溫。焊接電流：130～180A， 電壓（yā）24～28V，焊（hàn）道寬（kuān）度小於12mm。 (3) 焊前用履帶式加熱片采用遠紅外預熱，輪緣內外麵、端麵（即待焊區域附近齒輪的寬度和厚度方向）都（dōu）預熱，範圍約1.5m，其他部（bù）位（wèi）全部包上保溫材料。預熱溫（wēn）度400℃，保溫8h 後開始焊接。

       (4) 焊接（jiē）時， 輪緣內麵、上端麵繼續遠紅外加熱，下端麵增設煤氣預熱裝置（zhì），焊接過（guò）程中不關閉（bì），以保證焊（hàn）接層間溫度不低於300℃。焊接過程中每一次起弧前都要測（cè）量層間溫度， 必（bì）須保證300℃以上，否則停止施焊加大煤氣繼續加熱到溫度。焊接過程連續進行（háng）， 焊接規範統一化。焊接采用多層多道焊（hàn），短（duǎn）弧焊接，每道焊縫寬度小於（yú）15mm。除第一層和最後一層外， 其（qí）餘（yú）焊道焊後用電動衝擊錘錘擊（jī）焊道。每焊1 層都用風槍擊打焊縫（féng）至（zhì）變形，以釋放焊接應力（lì）。錘擊焊（hàn）縫的關鍵點在"每一層最後一（yī）道與上端斜坡口熔合的焊道"，錘擊（jī）一定要細致均勻。清理幹淨焊渣，仔（zǎi）細觀（guān）察，保證肉眼看不到缺陷再進行下一層的焊接。相鄰兩（liǎng）焊層（céng）間的錘擊方向要相反，然後繼續施焊。焊接過程中注意起弧和收弧，要（yào）填滿（mǎn）弧坑，且不允許在弧坑上再次（cì）起弧和收弧。蓋麵層要高出母材2mm 以上。

      (5) 焊接完成後立即進行遠紅外退火， 退（tuì）火區域約1.5m，退（tuì）火溫度(560±10)℃，保溫時間8 h，升降（jiàng）溫速度≤40℃/h， 降至200℃以下打開遠紅外和保溫（wēn）材（cái）料空冷至室溫。然後打磨焊縫（féng）區（qū）域進（jìn）行無損檢測，對（duì）焊補區域層按GB/T1135B-1989《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果分級》的探傷標準進行超聲波探（tàn）傷檢驗，一次焊補合格（gé）。

      3 結（jié）語

      該大齒輪經修複加工各項指（zhǐ）標都符合要求，三年（nián）來使用（yòng）至今工作（zuò）情況良好，用戶非常滿意。大齒輪首次成功修複， 為同類結構大齒輪的修複提供了寶貴經驗。