ZG45CrMo 大齒輪是磨機傳動裝置中的主要部件，大齒輪為"T"型（xíng）結構，齒頂（dǐng）圓（yuán）直（zhí）徑為7648mm，齒寬為610mm，重達20445kg。由於結構尺寸（cùn）大，為兩半把合（hé）結構， 母材為ZG45CrMo， 正（zhèng）火態，280～320HB，模數為30。該齒輪在使用過程中由於操作失誤，造（zào）成齒麵上有1 個深約55mm、寬約50mm 的溝需要修（xiū）補。大齒輪修補工作難（nán）度很大（dà），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（liàng）跟蹤等措施，首（shǒu）例成功地修複了大齒輪，挽回了經濟損失，為同類大齒（chǐ）輪的修複提供了寶貴經驗。

      1 焊接方法及材料（liào）

      根據該大型齒輪的材料、結構特（tè）點、缺陷情況（kuàng）及焊補的拘束度等實際狀況， 決定采用（yòng）焊條電弧焊方法。選擇焊接材料時，首先（xiān）考慮錳的影響，錳（měng）是重要的淬透性元素， 對焊縫金屬的韌性（xìng）有很大影響。錳含量在1.5%附近時焊縫金屬有最好的韌性。鎳的作用與錳相似，較錳作（zuò）用弱，與錳共存時，鎳更有利於針狀鐵素（sù）體的形成，先共析鐵素體減少，組織進一（yī）步細化（huà），在低碳低硫含量的條件下，鎳對（duì）提高金屬韌性是（shì）有利的。錳和鎳都能提（tí）高鋼材的淬透性， 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（měng）含量在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（zhí）徑（jìng）為（wéi）4.0mm。J857CrNi 的化學成分及（jí）性能如表1 所示，大齒（chǐ）輪化學成分及力學性能要求如表（biǎo）2 所示。

      2 焊補工藝方案

      大齒輪（lún）修補難（nán）度大，為圓滿完成修補工作，我們製訂了（le）詳細的修補方案， 如根據需焊補（bǔ）部位的結構特點，有針對性的選擇（zé）預熱形式和方法（fǎ），同時結（jié）合設備（bèi）的（de）精度製定詳細的焊接監控措施， 又（yòu）根據待修複部位需焊補的大小采用層間錘擊釋放應力和焊（hàn）後去應力退火等（děng）方案，有效的解決了施焊空間深而窄小、預熱困難、焊縫質量（liàng）不易保證等難題。為確保修複質量，又製（zhì）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（xiàng）上焊接， 焊接過（guò）程（chéng）中（zhōng）整個（gè）大齒輪仍然兩半把合。

      (2) 焊前焊條在400℃保（bǎo）溫（wēn）1 h 烘幹，烘幹後裝入（rù）保溫筒（tǒng）通電保溫。焊接電流：130～180A， 電壓24～28V，焊道寬度小於12mm。 (3) 焊前用（yòng）履帶（dài）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（hòu）度方向）都預熱，範圍約1.5m，其他部位全部包上保溫材料（liào）。預熱溫度400℃，保溫8h 後開始焊接。

       (4) 焊接時， 輪緣內麵、上端麵繼續遠（yuǎn）紅外加熱，下端（duān）麵增設煤氣預熱裝置，焊接過程中不關閉，以保證焊接層（céng）間溫度不低於300℃。焊接過程中（zhōng）每一次起（qǐ）弧前都要測量層間溫度， 必須保證300℃以上，否則停（tíng）止施焊加大煤氣繼續加熱到溫度。焊接過程連續進行， 焊接規範統一化。焊接采用多層多（duō）道焊，短弧焊接，每（měi）道焊縫寬度小於15mm。除第一層和最後一層（céng）外， 其餘焊（hàn）道焊後用電動衝擊錘錘擊焊道（dào）。每焊（hàn）1 層都用風槍擊打焊縫至變形（xíng），以釋放（fàng）焊接應力。錘擊焊縫的（de）關鍵點在"每一層最後一道與上端斜坡口熔合的焊道"，錘擊一定要細致均勻。清理（lǐ）幹淨焊渣，仔細觀察，保（bǎo）證肉眼看不到（dào）缺陷再進行（háng）下（xià）一（yī）層的焊接。相鄰兩焊層間的錘擊方（fāng）向要相反，然後繼續施焊（hàn）。焊接過程中注意起弧和（hé）收（shōu）弧，要填滿弧坑，且不（bú）允許在弧坑上再次起弧和收弧（hú）。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（huǒ）， 退火區域約1.5m，退火溫度(560±10)℃，保（bǎo）溫時間8 h，升降溫速（sù）度≤40℃/h， 降至200℃以下打開遠紅（hóng）外和保溫材料（liào）空冷至室溫。然後打磨焊縫區域進（jìn）行無損檢測，對焊補區域層按GB/T1135B-1989《鋼焊縫手工（gōng）超聲波探傷（shāng）方法和探傷結果分級（jí）》的探傷標準進行超聲波探傷檢（jiǎn）驗，一次焊補合格。

      3 結語

      該大齒輪經修（xiū）複加（jiā）工各項指（zhǐ）標都（dōu）符合要求，三年來使用至今工作情（qíng）況（kuàng）良（liáng）好，用戶非（fēi）常滿意。大齒（chǐ）輪（lún）首次成（chéng）功修複， 為同類結構大齒輪的修複提供了寶貴經（jīng）驗。