一种大型齿轮焊接渗碳淬火方法技术

本发明专利技术公开了一种大型齿轮焊接渗碳淬火方法，所述方法首先将齿圈、幅板、轮毂、筋板进行点焊固定，轮毂按照带钝边U型焊缝进行开焊接坡口处理，筋板按照带钝边单边V型焊缝进行开焊接坡口处理，然后分配加工余量后进行对称焊接；接着将焊接的部件进行回火处理，去除焊渣残留后进炉渗碳，并完成齿轮端面的焊接，再次回炉滴入甲醇与丙烷，裂解出活性碳原子，随后待淬火完成后焊接钢管，最后进行探伤检查、喷丸处理。本发明专利技术所述方法提高了零部件的使用性能，包括提高抗氧化能力、耐腐蚀和抗压能力。

A welding carburizing and quenching method for large gear

【技术实现步骤摘要】
一种大型齿轮焊接渗碳淬火方法
本专利技术属于焊接渗碳淬火工艺，具体涉及一种大型齿轮焊接渗碳淬火方法。
技术介绍
随着国内外钢厂、矿山、码头用大型低速重载减速机的开发，一方面为保证齿部外硬内韧抗冲击、耐磨损的特点，另一方面为了降低制作成本以及减轻零件自身重量从而减少转动惯量，整体提高减速机使用寿命，设计上越来越多的采用焊接齿轮的结构。之前一直沿用：各子件全部组合焊接-进炉渗碳处理-两端面环形凹槽填充防火石棉-进炉加热-入油池冷却-低温回火这样的渗碳淬火方式。该种渗碳淬火工艺存在两点风险：一、焊接齿轮在整体加热入油池淬火冷却的过程中由于淬火油无法进入焊接齿轮的内腔并且齿圈、幅板、钢管、轮毂、筋板材质不同，收缩率不一致，内外冷却速度不一致很可能会导致焊缝开裂零件报废；二、由于齿轮两端凹槽防火石棉空隙内存在很多空气，在焊接齿轮入油池的瞬间高温喷发的气体(840℃左右)与大量的淬火油结合会引发不可控的火势。以上两种人为不可干预的风险会给企业单位造成巨大的损失。
技术实现思路
专利技术目的：针对上述现有技术中大型齿轮的焊接渗碳淬火工艺不足问题，本专利技术提供一种大型齿轮焊接渗碳淬火方法。技术方案：一种大型齿轮焊接渗碳淬火方法，包括齿圈、幅板、钢管、轮毂和筋板的焊接，步骤如下：(1)将齿圈、幅板、轮毂按照带钝边U型焊缝进行开焊接坡口处理，筋板按照带钝边单边V型焊缝进行开焊接坡口处理，然后将轮毂、幅板、筋板分配加工余量后进行组合拼接，点焊固定后进行满焊，所述幅板开设预留焊接钢管用的通孔；(2)将焊接完的组合件置于齿圈内，分配加工余量后进行组合拼接，点焊固定后进行对称满焊，此时齿轮与外界相通；(3)全部焊接完成后及时进行回火去应力处理，回火温度为500-600℃，保温5-7h后出回火炉空冷至常温；(4)对焊缝、焊渣和焊瘤进行清理，通过角磨机将焊缝打磨平整，各焊接子件表面无突出和暴露；(5)对齿圈、轮毂与幅板的结合处的主焊缝进行超声波探伤检查，其余次焊缝进行表面着色探伤检查；(6)将零件外表面油污清理后进炉渗碳，主焊缝涂防渗剂，所述幅板上的通孔用圆形盖板进行点焊固定，盖板与幅板接触面涂防渗剂封闭焊接齿轮内腔，以防渗碳过程中含碳气氛进入焊接齿轮内腔形成气氛对流，造成内腔含碳量增高；(7)焊接齿轮两端面后进炉加热，炉内逐步升温至930℃-1000℃之间，滴入甲醇与丙烷，裂解出活性碳原子，随后同回火炉降温至500℃以下，打开回火炉的炉盖进行冷却；(8)焊接齿轮出回火炉，整体入油池进行淬火，并启动油池内的循环泵，加速焊接齿轮内腔里的淬火油与外界淬火油的循环；(9)分两个阶段进行低温回火处理，第一阶段将焊接齿轮加热至190℃-200℃，保温24h，冷至室温；第二阶段将焊接齿轮加热至220-250℃，保温30h，冷至室温；(10)去除点焊在双幅板上两侧的盖板，将坡口形式为带钝边单边V型焊缝的钢管与双幅板进行点焊固定后进行满焊，清理所有焊渣及焊瘤，对焊缝进行表面着色探伤检查；(11)焊接齿轮整体进行强力喷丸处理，去除外表面所有氧化皮，并通过强力喷丸对齿面形成压应力，提高齿部强度。进一步的，所述的幅板为双幅板，采用双幅板进行焊接。进一步的，所述齿圈、轮毂与双幅板焊接后形成环形凹槽，且直接置于回火炉中进行升温加热。进一步的，所述的幅板上开设有用于焊接钢管的通孔，且均匀对称分布。进一步的，所述的幅板、钢管和筋板焊接完成后均匀对称分布在齿轮轮毂四周，焊接淬火后的齿轮为轴对称零件。优选的，在齿圈、幅板、轮毂和筋板全部焊接完成后及时进行回火去应力处理，温度550℃，保温6h左右出炉空冷至常温，可以消除焊接应力防止焊缝开裂；优选的，焊接齿轮两端面，齿圈、轮毂与双幅板形成的环形凹槽内无需仿照老式焊接齿轮工艺填充防火石棉，而是直接进炉加热。炉内逐步升温至930℃，滴入甲醇与丙烷，裂解出活性碳原子。根据齿部工艺要求渗碳层深要求选择渗碳时间。渗碳层深达到工艺要求后，焊接齿轮随炉降温至500℃以下，打开炉盖，随炉降温至室温；焊接齿轮出炉，整体入油池进行淬火。油池内的循环泵及时开启，加速焊接齿轮内腔里的淬火油与外界淬火油的循环，快速降温，油温通过温度计监测控制在60℃左右；本专利技术为充分消除焊接齿轮焊接内应力、淬火内应力，分两个阶段进行低温回火处理。第一阶段将焊接齿轮加热至200℃，保温24h，冷至室温。第二阶段将焊接齿轮加热至220℃，保温30h，冷至室温；有益效果：与现有技术相比，本专利技术的显著效果包括如下几点：(1)减少了渗碳淬火过程中的成本及人力投入；(2)降低了焊接齿轮入油池的瞬间高温喷发的气体(840℃左右)与大量的淬火油结合引发不可控的火势的风险；(3)淬火时，焊接齿轮内、外腔与淬火油充分接触，避免了淬火废弃过多对环境的污染；并且大大降低了焊接齿轮渗碳后淬火导致的焊缝开裂风险。附图说明图1为本专利技术所述大型齿轮的焊接结构示意图；图2为本专利技术所述大型齿轮的焊接结构剖视图；图3为本专利技术所述大型焊接齿轮的外形示意图。具体实施方式为了详细的说明本专利技术所公开的技术方案，下面结合说明书附图及具体实施例做进一步的阐述。一种大型齿轮焊接渗碳淬火方法，步骤概述为：将齿圈、双幅板、筋板、轮毂按图示要求平均分配余量焊接起来(钢管暂不焊接)-焊后及时去除焊接应力-焊缝进行清理、打磨并探伤-做好焊接齿轮进炉渗碳前的准备工作-进炉渗碳处理-两端面凹槽内无需填充防火石棉进炉加热-整体入油池进行冷却至常温-低温回火处理-补焊钢管-强力喷丸处理。具体的说，本专利技术所提供一种大型齿轮焊接渗碳淬火方法，结合图1-图3，具体实施步骤如下：(1)根据设计和焊接要求，将齿圈、幅板(采用双幅板焊接)、以及轮毂按照带钝边U型焊缝进行开焊接坡口处理，筋板按照带钝边单边V型焊缝进行开焊接坡口处理。轮毂、双幅板、筋板合理分配加工余量进行组合拼接，点焊固定后进行满焊；将该组合件吊入齿圈内，同样合理分配加工余量进行组合拼接，点焊固定后进行对称满焊(阶段1，钢管不进行焊接，齿轮内腔完全可以与外界相通)；(2)全部焊接完成后及时进行回火去应力处理，温度550℃，保温6h左右出炉空冷至常温，可以消除焊接应力防止焊缝开裂；(3)将所有焊缝焊渣、焊瘤进行清理，角磨机将焊缝打磨平整，不允许突出各焊接子件表面。齿圈、轮毂与双幅板结合处的主焊缝进行超声波探伤检查，探伤结果应符合GB/T11345《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》，其余次焊缝进行表面着色探伤即可，保证无明显缺陷；(4)进炉渗碳前将零件外表面油污清理干净，主焊缝涂防渗剂。主焊缝本身镍、钼含量较高，碳含量搞得话，淬火过程中很容易造成开裂。双幅板上6个预留焊接钢管的均布通孔用圆形盖板进行点焊固定，盖板与幅板接触面涂防渗剂封闭焊接齿轮内腔，以防渗碳过程中含碳气氛进入焊接齿轮内腔形成气氛对流，造成内腔含碳量增高；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大型齿轮焊接渗碳淬火方法，特征在于：包括齿圈、幅板、钢管、轮毂和筋板的焊接，步骤如下：/n(1)将齿圈、幅板、轮毂按照带钝边U型焊缝进行开焊接坡口处理，筋板按照带钝边单边V型焊缝进行开焊接坡口处理，然后将轮毂、幅板、筋板分配加工余量后进行组合拼接，点焊固定后进行满焊，所述幅板开设焊接钢管用的通孔；/n(2)将步骤(1)焊接完的组合件置于齿圈内，分配加工余量后进行组合拼接，点焊固定后进行对称满焊，此时齿轮与外界相通；/n(3)全部焊接完成后及时进行回火去应力处理，回火温度为500-600℃，保温5-7h后出回火炉空冷至常温；/n(4)对焊缝、焊渣和焊瘤进行清理，通过角磨机将焊缝打磨平整，各焊接子件表面无突出和暴露；/n(5)对齿圈、轮毂与幅板的结合处的主焊缝进行超声波探伤检查，其余次焊缝进行表面着色探伤检查；/n(6)将零件外表面油污清理后进炉渗碳，主焊缝涂防渗剂，所述幅板上的通孔用圆形盖板进行点焊固定，盖板与幅板接触面涂防渗剂封闭焊接齿轮内腔，以防渗碳过程中含碳气氛进入焊接齿轮内腔形成气氛对流，造成内腔含碳量增高；/n(7)焊接齿轮两端面后进炉加热，炉内逐步升温至930℃-950℃之间，滴入甲醇与丙烷，裂解出活性碳原子，随后同回火炉降温至500℃以下，打开回火炉的炉盖进行冷却；/n(8)焊接齿轮出回火炉，整体入油池进行淬火，并启动油池内的循环泵，加速焊接齿轮内腔里的淬火油与外界淬火油的循环；/n(9)分两个阶段进行低温回火处理，第一阶段将焊接齿轮加热至190℃-200℃，保温24h，冷至室温；第二阶段将焊接齿轮加热至220-230℃，保温30h，冷至室温；/n(10)去除点焊在双幅板上两侧的盖板，将坡口形式为带钝边单边V型焊缝的钢管与双幅板进行点焊固定后进行满焊，清理所有焊渣及焊瘤，对焊缝进行表面着色探伤检查；/n(11)焊接齿轮整体进行强力喷丸处理，去除外表面所有氧化皮，并通过强力喷丸对齿面形成压应力，提高齿部强度。/n...

【技术特征摘要】
1.一种大型齿轮焊接渗碳淬火方法，特征在于：包括齿圈、幅板、钢管、轮毂和筋板的焊接，步骤如下：
(1)将齿圈、幅板、轮毂按照带钝边U型焊缝进行开焊接坡口处理，筋板按照带钝边单边V型焊缝进行开焊接坡口处理，然后将轮毂、幅板、筋板分配加工余量后进行组合拼接，点焊固定后进行满焊，所述幅板开设焊接钢管用的通孔；
(2)将步骤(1)焊接完的组合件置于齿圈内，分配加工余量后进行组合拼接，点焊固定后进行对称满焊，此时齿轮与外界相通；
(3)全部焊接完成后及时进行回火去应力处理，回火温度为500-600℃，保温5-7h后出回火炉空冷至常温；
(4)对焊缝、焊渣和焊瘤进行清理，通过角磨机将焊缝打磨平整，各焊接子件表面无突出和暴露；
(5)对齿圈、轮毂与幅板的结合处的主焊缝进行超声波探伤检查，其余次焊缝进行表面着色探伤检查；
(6)将零件外表面油污清理后进炉渗碳，主焊缝涂防渗剂，所述幅板上的通孔用圆形盖板进行点焊固定，盖板与幅板接触面涂防渗剂封闭焊接齿轮内腔，以防渗碳过程中含碳气氛进入焊接齿轮内腔形成气氛对流，造成内腔含碳量增高；
(7)焊接齿轮两端面后进炉加热，炉内逐步升温至930℃-950℃之间，滴入甲醇与丙烷，裂解出活性碳原子，随后同回火炉降温至500℃以下，打开回火炉的炉盖进行冷却；
(8)焊接...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄大伟，杨孟云，章宇顺，孙茂青，
申请(专利权)人：南京金鑫传动设备有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32