王欢 李宁

大型球磨机端盖裂纹焊接修复

王欢 李宁

通过对MQY458型球磨机入口端盖裂纹的焊接修复工作进行总结,为同类型球磨机端盖焊接修复工作提供参考依据。

1. 概述

MQY4585球磨机是我公司为山东魏桥集团提供的产品，规格为φ4.5m×8.5m。球磨机在运行19个月后，在运转过程中发出异常声音，停机检查发现端盖出现裂纹，经检测裂纹长为2 500mm,贯穿长度为1 500m m（见图1）。处理的办法最好是立即停机更换端盖，但无备件，新的备件从制模铸造到加工，工期最少两个月，而生产任务又非常紧急，为不影响客户的正常生产，我公司一方面迅速制作备件，另外着手进行现场裂纹补焊，争取达到磨机正常运转条件。

2. 焊接性分析

根据设备出厂资料，端盖为Z G35材料制成，产生裂纹部位在φ3 400mm附近，壁厚125mm，材料焊接性能优良，但因为壁厚较大，易出现三维应力，补焊时应该采取预热措施，以防止焊接裂纹出现；但结构因素限制，如果整体预热，肯定不现实，局部预热焊接，则有可能因为受热不均匀导致焊接变形过大，最后可能出现裂纹焊补好了，因变形大，磨机仍然无法运转。

3. 焊接方案制定

以控制焊接变形为主要目标，裂纹补焊时采用不预热焊接工艺；冷焊采用小参数多层多道焊，注意使用风铲锤击打底层焊缝释放应力。本次端盖裂纹焊接修复采用半自动熔化极CO2气体保护焊，相比于焊条电弧焊，既可减少焊接变形，保证焊接质量，又能提高焊接速度 ；焊接材料选用实芯焊丝H08Mn2SiA。

图1 中空轴

对于端盖裂纹等构件，由于运转时间相当长，材料可能有疲劳现象，同时裂纹处的拘束度都非常大，这样常常在焊接根部的1~2道焊缝时容易出现裂纹，为此选用伸长率比较高的奥氏体填充材料。本次维修过程中我们底层焊缝均采用了ER308L不锈钢焊丝填充，效果非常理想。

4. 焊接实施

（1）止裂孔钻削 着色检测，找出裂纹内外端头位置，经分析裂纹走向，我们在裂纹终端50mm 处钻出φ8~φ10mm止裂孔。 由于裂纹内外两侧端部没有重叠贯穿，所以止裂孔的深度钻到所在位置板厚的一半即可。

（2）坡口制备 采用碳弧气刨在端盖开外部形坡口（见图2），这是一道非常关键的工序，为了控制变形，裂纹必须分段刨出坡口，此裂纹长度分为5段（见图3），先开1、3、5坡口，坡口开好后，要仔细打磨和清理积炭部位，在1、3、5段焊接完成后，在开2、4段坡口，注意不得将裂纹一次处理完，这样裂纹未刨开部位可以支撑防止出现过大收缩变形。

（3）焊接过程 为保证焊接质量并控制焊接变形，焊接参数如附表所示。

采用多层多道焊接，每焊接一道，先用风铲锤击焊缝表面直到金属产生塑性变性，以细化晶粒改善组织，减小应力，同时冷却焊缝和清渣，再焊下一道；道间温度控制在50℃左右，即用手摸不至于烫手再焊接后续焊缝。局部焊接完毕及时用硅酸铝岩棉垫对焊缝进行保温。对此类较深坡口（板较厚）又不能开较大角度的焊缝焊接，一般推荐采用加长窄喷嘴进行焊缝填充，如果用标准喷嘴，难以伸到根部导致焊丝伸出过长，电弧不稳，焊接质量难以控制。

（4）焊后处理及检测 焊接结束后即刻用履带式加热器进行焊后热处理，以消除焊接应力，热处理参数如图4所示。热处理完成后，进行超声波无损检测。

5. 焊接效果

该端盖的裂纹按上述工艺焊接完成后，对焊缝进行修磨，端盖进行检测，符合图样设计要求，再经空车运行，满足运行条件，于是空车运行8h后加50%负荷，运行一个班，设备运行均正常，再满负荷工作。经该工艺修复后的端盖，现在仍正常运行，说明此次维修是比较成功的，重新制作的端盖备件已经发到用户现场，待设备停机维护时更换新端盖。

焊接参数

6. 结语

本文所涉及的大型球磨机端盖铸件的焊接修复工艺方法，希望能给同类铸件裂纹的焊接修复工作提供一定的参考，同时，望广大专家、同行对本文的焊接修复工艺方法提出宝贵意见，使该工艺方法更加完善。

图2 坡口

图3 裂纹分段

图4 热处理曲线

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王欢，中国有色（沈阳）冶金机械有限公司；李宁，北方重工集团输送设备分公司。