板式給礦機的減速機軸與聯軸器的焊接與修復工藝
本文通過在檢修現場對減速機軸與聯軸器 俗稱“接手”，出現松動現象。對它們的材質進行分析后，采用攻絲與焊接選擇合適的焊接材料和制定合理的焊接工藝，成功地焊接了減速機軸（40CrNiMoA）與聯軸器（灰鑄鐵）之間的焊縫，了焊接質量和接頭性能。
攀鋼礦業公司密地選礦廠的板式給礦機的減速機軸與減速機ML/LM系列梅花形聯軸器 俗稱“接手”因其間隙過大而出現松動現象被迫停產的緊急情況下。既無備件又無現場精加工條件；同時不能預熱和保溫的情況下，利用原有報廢的“接手”采用在靠近減速機的一側按90°平分為四等份，在這四個方向鉆孔攻絲并用?16mm的螺栓緊固，達到鉗工術語中的“點”固定的要求后。在接手靠電機一側，使用Ni357焊條焊接過渡層，再使用THJ857Ni焊條焊接填充層和蓋面層，加之合理的焊接工藝措施，完滿足設備的使用性能。
1 焊接性分析
?。?）減速機軸它的材質是40CrNiMoA鋼（外文名40Cr steel）屬于Q345鋼的中碳調質鋼，這種鋼屈服強度達到880MPa-110MPa以上，它的含碳量較高（C：0.25-05%），并加入了Mn、Si、Cr、Ni、MO、w、Ti等多種合金元素，以鋼的淬透性，回火脆性。再經過調質處理，以獲得其佳的綜合力學性能淬透性高于45鋼的鋼。（40CrNiMoA的化學成分表1及力學性能表2）①（185頁∽187頁引用）。
經調質并高頻表面淬火后用于制造具有高的表面硬度及性而無很大沖擊的零件，如齒輪、套筒、軸、主軸、曲軸、心軸、銷子、連桿、 螺釘、螺帽、進氣閥等。此外，這種鋼又適于制造進行碳氮共滲處理的各種傳動零件，如直徑較大和低溫韌性好的齒輪和軸以及電機軸等。
?。?）40CrNiMoA的焊接性。40CrNiMoA鋼是屬于低合金鋼，它具有焊接熱影響區的脆化和裂紋兩個主要的焊接問題之外，還具有應力腐蝕開裂敏感性②。
焊接難點1： 焊接熱影響區的脆化和軟化。
40CrNiMoA鋼屬于中碳調質鋼，由于含碳量高、合金元素多，鋼的淬硬傾向大，Ms點低，因而在淬火區產生大量的脆硬馬氏體，導致嚴重電機軸的脆化，焊接前為調質狀態，熱影響區被加熱到超過調質處理的溫度回火溫度區域時，將出現強度和硬度低于母材的軟化區。如果焊后不再進行回火處理，該軟化區可能成為降低接頭強度的薄弱區。設備事故突發性和減速機不能拆解體的情況下，只有焊前不預熱和焊后不再進行回火處理，成為控制電機軸的熱影響區脆化和軟化是此次焊接技術的難題之一。
焊接難點2： 裂紋。40CrNiMoA鋼的淬硬傾向大，近縫區出現粗大馬氏體組織，增大了焊縫的冷裂紋傾向。為了提高抗裂性，應盡量降低焊縫的含氫量，并采用焊前預熱和焊后熱處理；40CrNiMoA中的合金元素含量高，焊縫凝固結晶時，結晶溫度區間大，偏析傾向也很大，因而焊接時具有較大的熱裂紋敏感性。為了控制熱裂紋，采用含碳量不超過0.25%的焊接材料
?。?）聯軸器的材質是灰鑄鐵，它是以中碳以片狀的石墨化形式存在，斷口為灰色，因此而得名。力學性能非常低，所以一般認為灰鑄鐵的石墨相當于金屬基體中的裂紋，因此削弱了基體的性能，（灰鑄鐵的化學成分表3）
?。ㄕ訥B/T 9439-1988）HT表示灰鑄鐵，隨后的數字表示抗拉強度。
灰鑄鐵幾乎沒有塑性和韌性。以鐵素體為基體的灰鑄鐵，其強度低，以球光體為基體的灰鑄鐵，其強度高。在灰鑄鐵所有牌號中以HT200及HT150兩種應用廣泛汽車的缸體和機床以及機械設備中的減速機缸體、“接手”等。
?。?）灰鑄鐵焊接性較差，特別是在手工電弧焊時，如果焊條選擇不當或者沒有采取一些的焊接工藝，在焊接過程中易產生一系列缺陷，這些缺陷中危害以焊接接頭易出現白口組織及脆硬組織和焊接接頭易出現裂紋尤為嚴重。在突發事故的生產現場和不可能進行減速機拆解的情況下，只能采取冷焊灰鑄鐵的焊接工藝，冷焊后焊接接頭難控制其焊接缺陷，①白口組織及脆硬組織 在補焊灰鑄鐵時，往往在熔合線處生成一層白口組織，甚至整個斷面全部白口化，由于白口組織脆而硬，難以進行機械加工。產生白口組織主要原因有兩個方面：一方面由于焊縫冷卻，特別是熔合線附近的焊縫金屬是冷卻速度快的地方；另一方面是焊條選擇不當，及焊縫中石墨化元素含量補充不足造成的。②裂紋 焊接灰鑄鐵時易產生熱應力裂紋和熱裂紋，常見的是熱應力裂紋產生裂紋的原因的是灰鑄鐵的塑性接近零，抗拉強度又低，焊接時焊縫強度往往高于母材，則母材牽制不住焊縫收縮，使結合處母材剝離。
