一种机车缓冲杆表面修复再制造的方法技术

一种机车缓冲杆表面修复再制造的方法，其步骤如下：S1、筛选出可修复的待修复缓冲杆；S2、检验待修复缓冲杆的磨损量，分别在缓冲杆的不同半径的轴段，按磨损量尺寸确定待修复区域，并在待修复区域加工待修复坡口；S3、对待修复缓冲杆依次进行喷砂处理、清洗和预热处理；S4、将待修复缓冲杆的一端固定在变位器上，通过CMT自动焊接系统对待修复坡口进行连续环形焊接完成待修复缓冲杆的修复；S5、对步骤S4得到的修复缓冲杆进行焊后缓冷处理；S6、对修复缓冲杆的修复区域按照原件图纸尺寸机加工，然后整体喷砂处理。本发明专利技术方法成本低、效率高、修复质量高，通过本发明专利技术方法修复再制造后可达到新件质量标准。

【技术实现步骤摘要】
一种机车缓冲杆表面修复再制造的方法
本专利技术涉及一种机车缓冲杆表面修复再制造的方法，属于表面修复再制造

技术介绍
近年来我国经济的快速发展，交通运输业处于爆发式增长阶段。随着交通业的发展，报废量也在喷井式的增加，造成环境污染、资源浪费等问题。修复再制造工程可以缓解资源压力，环境保护作用突出、增加就业率，蕴含着较高的经济附加值，具有良好的发展前景。机车部件修复再制造已成为资源有效利用、降低企业成本的发展趋势。但是从整体看，我国机车部件的等领域的修复再制造还处于探索状态，同时国内修复再制造工艺较为简单、基础研究不足、涉足领域较少、产品单一，市场认可度较低。缓冲杆是机车车辆连接缓冲系统重要零部件之一，在长期使用过程中，容易出现缓冲效果降低、缓冲距离变大、噪音增大等问题，究其原因，主要都是因为缓冲杆工作表面发生、老化以及出现裂纹等原因造成的。每年因磨损、变形、刮伤、腐蚀等而报废造成社会资源浪费。因此，对缓冲杆失效区域进行修复，使其得以“尺寸恢复和性能提升”，这不仅能使磨损的缓冲杆恢复使用性能，而且达到了节约资源、保护环境的目的，具有很大的经济效益和社会效益。所以亟需一种低成本、高效率、高质量的缓冲杆表面修复方法。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的是提供一种低成本、高效率、高质量，修复再制造后可达到新件质量标准的缓冲杆表面修复再制造的方法。本专利技术实现其专利技术目的所采用的技术方案是：一种机车缓冲杆表面修复再制造的方法，其步骤如下：S1、对拆卸下的有损伤的缓冲杆进行检测筛选，通过X射线探伤和同轴度检测去除有裂纹、同轴度不合格的缓冲杆，筛选出可修复的待修复缓冲杆；S2、检验待修复缓冲杆的磨损量，分别在缓冲杆的不同半径的轴段，按磨损量尺寸确定待修复区域，并在待修复区域加工待修复坡口，所述坡口两端坡口面的坡口面角度为45°-70°，两坡口面之间的底面为等轴杆；S3、对加工好待修复坡口的待修复缓冲杆依次进行喷砂处理、清洗和预热处理；S4、将待修复缓冲杆的一端固定在变位器上，通过CMT焊机与ABB机器人组成的CMT自动焊接系统对待修复坡口进行连续环形焊接完成待修复缓冲杆的修复，得到修复缓冲杆；焊接过程中，通过变位器实现待修复缓冲杆的旋转，CMT焊机的焊枪沿待修复缓冲杆轴向直线行走；所述通过CMT自动焊接系统对待修复坡口进行连续环形焊接所采用的焊丝为表面镀铜的实芯焊丝，焊丝直径为1.2-1.4mm，焊丝成分为：C≤0.10wt％，Mn：1.65％～2.0wt％，Si：0.55％～0.80wt％，S≤0.020wt％，P≤0.025wt％，Mo≤0.50wt％，Ti≤0.15wt％，Cr≤0.60wt％，W≤0.10wt％，Cu≤0.50wt％余量为Fe；所述通过CMT自动焊接系统对待修复坡口进行连续环形焊接所采用的焊接参数是：焊接电流130-170A，焊接电压11-18V，弧长修正系数-10，送丝速度3-6m/min，保护气体流速20-25L/min；CMT焊机的焊枪沿待修复缓冲杆轴向直线行走速度为8-12mm/min，熄弧延时400-700s，焊枪角度60°-90°(焊枪角度是指焊枪与待修复缓冲杆轴向之间的夹角，也即焊枪与待修复坡口底面之间的夹角)；实现待修复缓冲杆的旋转的变位器参数是：线速度为6-14mm/s，加减速时间为10ms；S5、对步骤S4得到的修复缓冲杆进行焊后缓冷处理，其具体操作是：将刚完成连续环形焊接的修复缓冲杆埋砂或石棉包裹，缓冷至200-250℃，然后空冷至室温；S6、对经过步骤S5缓冷处理得到修复缓冲杆的修复区域按照原件图纸尺寸机加工，然后对修复缓冲杆进行整体喷砂处理。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：一、采用CMT焊接方式实现修复，焊接热输入量低，焊接变形量小的特点，无飞溅焊接，能耗低，污染少，作业环境好。利用变位器与CMT自动焊接系统，实现智能化焊接，操作简单、易于控制、焊接效率高、有利于保证焊接质量的稳定性、提高生产效率。二、缓冲杆母材是45钢，碳含量0.42-0.5钢材淬硬性和冷裂趋势大，本专利技术方法中焊前预热、控制热输入及焊后热处理以及等工艺措施，可以防止冷裂纹，还可以解决焊接热影响区内高碳马氏体引起的硬化和脆化问题；本专利技术所采用的焊接工艺及焊接参数可以避免高温回火区软化引起的强度、硬度减低问题。三、修复过程中只是对一端进行加持固定，可实现自由变形，降低产生的残余应力。四、实验验证，采用本专利技术的焊接工艺、独特设计的焊丝设计及焊接参数，在保证硬度、拉伸、冲击等性能的条件下提高修复区域耐磨性，实现缓冲杆修复层与基体冶金结合良好，经磁粉探伤表征，经过本专利技术修复再制造得到的修复缓冲杆无裂纹、未融合、气孔、夹杂等缺陷，修复质量良好，微观组织晶粒细小、热影响区小于1.5mm，综合力学性能与母材相当，修复再制造后可达到新件质量标准。五、修复过程中，焊丝的成分设计是关键，申请人经过大量实验调整焊丝成分配比，获得本申请的技术效果，下面简单分析几种化学成分在焊丝中所起的作用：Si脱氧剂、焊缝金属的合金剂，可以降低焊缝金属的含氧量，提高焊缝金属的冲击韧性，可以与Mn形成已成熟的韧化机理，同时能够起到联合脱氧的作用；Mn：脱氧剂、焊缝金属的合金剂；对焊缝金属的强度和韧性有重要影响。锰可以降低奥氏体向铁素体转变温度，促进AF(针壮铁素体)形成；锰含量增加可以提高焊缝的低温冲击韧性，能与S形成MnS，降低焊缝的杂质含量；Mn能够有效地减少焊缝金属中的含硫量，可以提高焊缝金属的低温韧性，同时提高强度；Cr：耐腐蚀性、向堆焊层中过渡合金元素Cr，元素的过渡起到脱氧和形成硬质相；W：作为硬质相，起着耐磨的作用；Mo：Mo细化焊缝金属晶粒尺寸，能显著提高焊缝金属强度，Mo的适量增加对于焊缝金属冲击功的提高有益的作用；Ti：Ti能细化焊缝金属组织，保证焊缝金属获得针状铁素体组织，保证熔覆金属获得良好的力学性能。六、实验验证，对刚完成连续环形焊接的修复缓冲杆先缓冷至200-250℃，再空冷至室温，不仅有利于消除残余应力、消除淬硬组织，保证修复区域和热影响区硬度均在技术要求的HB220-250范围内，减少热影响区淬硬组织，保证修复缓冲杆与新缓冲杆硬度相当；而且上述缓冷操作可提高修复区域的冲击性能以及断面延伸率，保证修复为铁素体和珠光体，消除贝氏体组织。七、在焊接修复之前和完成焊接修复之后均对缓冲杆进行喷砂处理，喷砂处理不仅可以除油污、除铁锈，而且对缓冲的敲击作用会减少残余应力，同时喷砂处理产生的压应力会抵消缓冲杆在使用过程中产生的拉应力，可延长使用寿命。进一步，本专利技术所述步骤S2中，磨损部位的磨损深度为1-3mm时，在待修复区域加工的待修复坡口的坡口面角度为45°-60°；所述磨损部位的磨损深度为3-7mm时，在待修复区域加工的待修复坡口的坡口面角度为60°-70°。如果磨损较大，坡口面角度过小，搭接过程中容易造成熔渣浮不出表面，最终造成夹渣随着磨损深度的增加。随着磨损深度的增加坡口面角度变大有利于修复过程中有效的搭接，消除在坡口面处形成夹杂等缺陷。实验验证，根据不同的磨损情况设计上述坡口面角度有利于提高修复质量。进一步，本专利技术所述步骤S3中，对待修复缓冲杆进行预热处理的具体操作是：对待修复坡口及其周围区域进行局部预热，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机车缓冲杆表面修复再制造的方法，其步骤如下：S1、对拆卸下的有损伤的缓冲杆进行检测筛选，通过X射线探伤和同轴度检测去除有裂纹、同轴度不合格的缓冲杆，筛选出可修复的待修复缓冲杆；S2、检验待修复缓冲杆的磨损量，分别在缓冲杆不同半径的轴段，按磨损量尺寸确定待修复区域，并在待修复区域加工待修复坡口，所述待修复坡口两端坡口面的坡口面角度为45°‑70°，两坡口面之间的底面为等轴杆；S3、对加工好待修复坡口的待修复缓冲杆一次进行喷砂处理、清洗和预热处理；S4、将待修复缓冲杆的一端固定在变位器上，通过CMT焊机与ABB机器人组成的CMT自动焊接系统对待修复坡口进行连续环形焊接完成待修复缓冲杆的修复，得到修复缓冲杆；焊接过程中，通过变位器实现待修复缓冲杆的旋转，CMT焊机的焊枪沿待修复缓冲杆轴向直线行走；所述通过CMT自动焊接系统对待修复坡口进行连续环形焊接所采用的焊丝为表面镀铜的实芯焊丝，焊丝直径为1.2‑1.4mm，焊丝成分为：C≤0.10wt％，Mn：1.65％～2.0wt％，Si：0.55％～0.80wt％，S≤0.020wt％，P≤0.025wt％，Mo≤0.50wt％，Ti≤0.15wt％，Cr≤0.60wt％，W≤0.10wt％，Cu≤0.50wt％余量为Fe；所述通过CMT自动焊接系统对待修复坡口进行连续环形焊接所采用的焊接参数是：焊接电流130‑170A，焊接电压11‑18V，弧长修正系数‑10，送丝速度3‑6m/min，保护气体流速20‑25L/min；CMT焊机的焊枪沿待修复缓冲杆轴向直线行走速度为8‑12mm/min，熄弧延时400‑700s，焊枪角度60°‑90°；实现待修复缓冲杆旋转的变位器参数是：线速度为6‑14mm/s，加减速时间为10ms；S5、对步骤S4得到的修复缓冲杆进行焊后缓冷处理，其具体操作是：将刚完成连续环形焊接的修复缓冲杆埋砂或石棉包裹，缓冷至200‑250℃，然后空冷至室温；S6、对经过步骤S5缓冷处理得到修复缓冲杆的修复区域按照原件图纸尺寸机加工，然后对修复缓冲杆进行整体喷砂处理。...

【技术特征摘要】
1.一种机车缓冲杆表面修复再制造的方法，其步骤如下：S1、对拆卸下的有损伤的缓冲杆进行检测筛选，通过X射线探伤和同轴度检测去除有裂纹、同轴度不合格的缓冲杆，筛选出可修复的待修复缓冲杆；S2、检验待修复缓冲杆的磨损量，分别在缓冲杆不同半径的轴段，按磨损量尺寸确定待修复区域，并在待修复区域加工待修复坡口，所述待修复坡口两端坡口面的坡口面角度为45°-70°，两坡口面之间的底面为等轴杆；S3、对加工好待修复坡口的待修复缓冲杆一次进行喷砂处理、清洗和预热处理；S4、将待修复缓冲杆的一端固定在变位器上，通过CMT焊机与ABB机器人组成的CMT自动焊接系统对待修复坡口进行连续环形焊接完成待修复缓冲杆的修复，得到修复缓冲杆；焊接过程中，通过变位器实现待修复缓冲杆的旋转，CMT焊机的焊枪沿待修复缓冲杆轴向直线行走；所述通过CMT自动焊接系统对待修复坡口进行连续环形焊接所采用的焊丝为表面镀铜的实芯焊丝，焊丝直径为1.2-1.4mm，焊丝成分为：C≤0.10wt％，Mn：1.65％～2.0wt％，Si：0.55％～0.80wt％，S≤0.020wt％，P≤0.025wt％，Mo≤0.50wt％，Ti≤0.15wt％，Cr≤0.60wt％，W≤0.10wt％，Cu≤0.50wt％余量为Fe；所述通过CMT自动焊接系统对待修复坡口进行连续环形焊接所采用的焊接参数是：焊接电流130-170A，焊接电压11-18V，弧长修正系数-10，送丝速度3-6m/min，保护气体流速20-25L/min；CMT焊机的焊枪沿待修复缓冲杆轴向直线行走速度为8-12mm/min，熄弧延时400-700s，焊枪角度60°-90°；实现待修复缓冲杆旋转的变位器参数是：线速度为6-14mm/s，加减速时间为10ms；S5、对步骤S4得到的修复缓冲杆进行焊后缓冷处理，其具体操作是：将刚完成连续环形...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈辉，马彦龙，庞西南，胡登文，梁盈，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川,51