專利名稱：一種用mig電子釬焊及tig焊復(fù)合制備減摩層的方法
一種用MIG電子釬焊及TIG焊復(fù)合制備減摩層的方法技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬表面堆焊制備抗黏著磨損材料層的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種在材質(zhì)為低碳合金鋼的齒部已淬火的齒輪類零件內(nèi)孔表面制作減摩層的方法，具體涉及一種用MIG 電子釬焊及TIG焊復(fù)合制備減摩層的方法。背景技術(shù)：
機(jī)械制造中，經(jīng)常需要在二個(gè)相對滑動(dòng)的零件表面制備減摩層，降低摩擦損耗，提高摩擦副使用效率，提高零件的工作性能，延長其使用壽命，最終保證設(shè)備的高性能運(yùn)行。減摩層優(yōu)化了摩擦學(xué)性能，可使摩擦因數(shù)值較低且在摩擦過程中變化幅度很小，從而得到了廣泛的應(yīng)用。例如，在各行業(yè)得到廣泛使用的機(jī)械傳動(dòng)變速箱，其變速齒輪需在軸上頻繁滑動(dòng)以獲得不同的速比，滑動(dòng)輕巧平穩(wěn)是保證變速輕巧穩(wěn)定、低噪的重要因素之一；因此常在變速齒輪內(nèi)孔表面制備減摩層，以獲得良好的變速和傳動(dòng)效果。經(jīng)過技術(shù)檢索發(fā)現(xiàn)近幾年，對減摩層的制備方法研究較多。目前，在齒輪類零件的內(nèi)孔表面制備減摩層的方法，主要有以下兩種
A、機(jī)械裝配法
結(jié)合說明書附圖的圖1或2所示結(jié)構(gòu)，這種方法是制作一個(gè)外徑# 2’與齒輪(1)內(nèi)孔徑f 2呈過盈配合的減摩套(2)，兩零件寬度t 一致。然后用外力及鉗工裝配工具將其頂入齒輪(1)內(nèi)孔中，使減摩套(2)鑲于齒輪零件(1)內(nèi)孔，調(diào)整兩零件端面平齊，最后從該裝配合件的一端面a或b用數(shù)個(gè)緊定螺釘(3)沿兩零件接合處δ圓周均勻分布，騎縫固定“也就是緊定螺釘(3)的螺孔分別設(shè)置在減摩套(2)外部面和齒輪(1)的內(nèi)孔壁上”。這種方法的特點(diǎn)在于全部制作過程僅涉及機(jī)械加工工藝和裝配工藝，操作工技術(shù)水平的高低對產(chǎn)品質(zhì)量的影響不大，并可批量生產(chǎn)，流水線作業(yè)，在實(shí)際生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。然而，不足之處在于前述方法中的減摩套是作為單獨(dú)設(shè)計(jì)的零件，通過機(jī)械加工獲得的，且該法只適宜于齒輪內(nèi)徑小于等于Φ 300mm的小齒輪等，齒輪內(nèi)徑尺寸大于Φ 300mm時(shí)，存在大徑薄壁的減摩套難制做、裝配質(zhì)量難以保證，主要表現(xiàn)為易松動(dòng)、減摩套變形，影響精度和加工質(zhì)量等缺點(diǎn)。B、熔化堆焊法
該方法是在齒輪內(nèi)孔表面用堆焊的方法制備一定厚度的減摩層，然后再用機(jī)械加工的方法將齒輪內(nèi)徑加工到所需的零件技術(shù)要求尺寸。這種方法的特點(diǎn)在于熔化堆焊法可使減摩層與齒輪基體結(jié)合更可靠。目前應(yīng)用主要是手工電弧焊和TIG焊。相較手工電弧焊而言，TIG焊保護(hù)效果好，可見度高，電弧穩(wěn)定，飛濺小，堆焊層形狀容易控制，制備的減摩層質(zhì)量好。焊接時(shí)，電極和電弧區(qū)及熔化金屬都處在氬氣保護(hù)之中，與空氣隔絕，因此基體金屬與填充金屬中的合金元素不易氧化燒損。 TIG焊接時(shí)較低的稀釋率也保證了焊接接頭較好的結(jié)合性能。它是現(xiàn)今解決大中型銑削類齒輪零件內(nèi)孔表面制備減摩層的一種有效加工方法。然而，不足之處在于手工電弧焊熔化堆焊時(shí)熱輸入量大，控制不好易引起齒部變形，甚至于金相組織和機(jī)械性能亦發(fā)生變化；且基于降低熱輸入而采取的頻繁的斷續(xù)焊降低了生產(chǎn)效率。TIG焊由于熔池溫度和熱影響區(qū)溫度高，對于齒部已淬火的齒輪類零件，極易使已淬火的齒部金相組織、加工尺寸和機(jī)械性能發(fā)生變化；同時(shí)，由于鎢電極的載流能力有限，電弧功率受到限制，致使焊縫熔深淺，斷續(xù)焊造成焊接速度低，甚至產(chǎn)生焊接缺陷，這樣勢必降低生產(chǎn)效率，且焊接質(zhì)量很不穩(wěn)定。需要進(jìn)一步說明的是，上述兩種焊接方法均為手工操作，焊工的操作技能水平直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量，成品率不高且很難控制，最終導(dǎo)致生產(chǎn)效率及經(jīng)濟(jì)效益不可控。由上可知，上述兩種在齒輪內(nèi)孔表面制備減摩層的方法，雖然，在一定范圍內(nèi)存在著一些有益效果，也曾在實(shí)際的應(yīng)用過程中作出過一些積極的貢獻(xiàn)，但是，針對材質(zhì)為低碳合金鋼的、齒部已淬火的齒輪類零件的內(nèi)孔表面減摩層的制備而言，如何在既能保證減摩層與基體可靠結(jié)合，又能保證在制備過程中齒部的幾何尺寸、金相組織和機(jī)械性能不發(fā)生變化，同時(shí)還具有較高的生產(chǎn)效率，卻至今未見突破，而此類零件在各個(gè)領(lǐng)域的使用卻極為寬廣，因而已成為亟待解決的難題。
發(fā)明內(nèi)容
為克服背景技術(shù)不足，本發(fā)明公開了一種用MIG電子釬焊及TIG焊復(fù)合制備減摩層的方法，本發(fā)明所述方法在材質(zhì)為低碳合金鋼的、齒部已淬火的齒輪類零件的內(nèi)孔表面，通過采用MIG電子釬焊及TIG焊復(fù)合制備減摩層方法，在保證減摩層與基體結(jié)合強(qiáng)度的同時(shí)，通過控制焊接時(shí)的熱輸入量，克服了減摩層熔敷效率低的問題，本發(fā)明所述方法保證了齒部的幾何尺寸、金相組織和機(jī)械性能不發(fā)生變化，并且生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益顯著提高。為了實(shí)現(xiàn)所述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種用MIG電子釬焊及TIG焊復(fù)合制備減摩層的方法，包括采用MIG電子釬焊及TIG 焊復(fù)合制備齒輪類零件內(nèi)孔表面減摩層，所述的MIG電子釬焊是一種基于溶解擴(kuò)散焊的低能量MIG電子釬焊方法，在所述材質(zhì)為低碳合金鋼的齒部已淬火的齒輪類零件的內(nèi)孔表面堆焊制備減摩層時(shí)，焊絲連續(xù)送進(jìn)并熔化，而齒輪類零件基體界面未熔化，熔化的焊絲在齒輪類零件基體界面形成液膜，液膜原子向齒輪類零件基體擴(kuò)散，而齒輪類零件基體原子向液膜內(nèi)溶解與擴(kuò)散，使熔化的焊絲與齒輪類零件基體形成互溶，實(shí)現(xiàn)焊絲與齒輪類零件二者原子間的良好結(jié)合，待液相凝固后形成牢固的結(jié)合層，此非穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散過程易在表面及晶界優(yōu)先進(jìn)行，溫度越高擴(kuò)散過程進(jìn)行的越快越充分。所述制備減摩層的具體方法，包括如下步驟加工坡口一焊前清理一零件裝夾固定一打底焊一填充焊一蓋面焊一修型焊一焊后冷卻一機(jī)加獲取成品；
A、加工坡口
將齒輪類零件固定，采用常規(guī)車削設(shè)備，在齒輪類零件的內(nèi)孔表面加工出“^”梯形凹槽，槽深控制在1. Omm 2. 5 mm之間，其中兩側(cè)傾角控制在25°與35°之間；
B、焊前清理
將前一步驟加工的齒輪類零件內(nèi)孔面殘留物進(jìn)行清理，所述殘留物包含加工時(shí)的毛刺、碎屑；
所述殘留物的清理包含機(jī)械清理、火焰清除或化學(xué)清洗三種方式； 其中所述機(jī)械清理使用鋼絲刷和20號砂紙打磨齒輪類零件內(nèi)孔待焊部位表面，去除表面氧化物及污物，以露出金屬光澤為宜；其中所述火焰清除使用氧乙炔烤槍，調(diào)至中性焰或碳化焰，槍口距齒輪類零件內(nèi)孔待焊部位表面IOOmm 200mm之間，溫度控制在300°C 400°C之間，對齒輪類零件內(nèi)孔面待焊部位烘烤5 10分鐘之間，在齒輪類零件內(nèi)孔表面由黃變藍(lán)時(shí)停止加熱，控制表面不出現(xiàn)嚴(yán)重氧化現(xiàn)象，空冷至少5分鐘后再次加熱，加熱規(guī)范及方式同前，去除齒輪類零件表面潮氣，并將齒輪類零件在機(jī)械加工時(shí)滲入在基體淺層的切削液“此處的切削液涵蓋機(jī)械加工用的合成切削液，微乳化切削液，乳化油類物質(zhì)”和水清除干凈；
其中所述化學(xué)清洗使用工業(yè)純丙酮或三氯乙烯進(jìn)行清洗，去除齒輪類零件內(nèi)孔待焊部位表面的油污及雜質(zhì)；
C、零件裝夾固定
旋轉(zhuǎn)焊接變位機(jī)翻轉(zhuǎn)軸，使座式焊接變位機(jī)的回轉(zhuǎn)工作臺面處于水平位置，然后利用三爪卡盤及墊塊將待焊齒輪類零件同樣呈水平狀態(tài)固定于焊接變位機(jī)回轉(zhuǎn)工作臺上，最后再次旋轉(zhuǎn)焊接變位機(jī)翻轉(zhuǎn)軸，使固定于焊接變位機(jī)回轉(zhuǎn)工作臺上的齒輪類零件呈豎直工作狀態(tài)；
D、打底焊
使用低能量MIG電子釬焊完成減摩層的打底焊；
其中，焊高為1 mm 2 mm之間，焊接電流為IlOA 130A之間，焊接電壓為21V 23V 之間，調(diào)整焊接變位機(jī)回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速，使焊接速度控制在^Ocm/min 320 cm/min之間；
進(jìn)一步，焊第一道焊縫時(shí)，旋轉(zhuǎn)焊接變位機(jī)翻轉(zhuǎn)軸，使固定于焊接變位機(jī)回轉(zhuǎn)工作臺面上的齒輪類零件繞翻轉(zhuǎn)軸逆時(shí)針傾斜5° 10°之間，自齒輪類零件內(nèi)孔表面靠近回轉(zhuǎn)工作臺面的一側(cè)“以下稱之為內(nèi)側(cè)”最低點(diǎn)起弧，同時(shí)旋轉(zhuǎn)齒輪類零件，沿齒輪類零件圓周方向焊接，此時(shí)注意觀察基體表面，溫度控制在1200°C 1400°C之間；
進(jìn)一步，焊完內(nèi)側(cè)第一道焊縫后“也就是齒輪類零件已旋轉(zhuǎn)一周”，先旋轉(zhuǎn)焊接變位機(jī)翻轉(zhuǎn)軸，將齒輪類零件放置為垂直，再繼續(xù)使齒輪類零件繞翻轉(zhuǎn)軸順時(shí)針傾斜5° 10° 之間，在齒輪類零件內(nèi)孔表面遠(yuǎn)離回轉(zhuǎn)工作臺面的另一側(cè)“以下稱之為外側(cè)”最低點(diǎn)起弧， 以與前述焊第一道焊縫相同的方式，沿齒輪類零件圓周方向焊接，焊完外側(cè)第二道焊縫；
其中，所述齒輪類零件內(nèi)孔表面出現(xiàn)較寬“寬度在20mm以上”現(xiàn)象時(shí)，需在內(nèi)側(cè)、外側(cè)焊縫之間繼續(xù)堆焊；旋轉(zhuǎn)焊接變位機(jī)翻轉(zhuǎn)軸，將齒輪類零件放垂直焊接；自齒輪類零件內(nèi)孔表面第一、二道焊縫中間最低點(diǎn)起弧，以與前述焊第一道焊縫相同的方式，沿齒輪類零件圓周方向焊接，焊完第三道打底焊縫；依次類推，逐步焊完打底的所有焊道，此時(shí)注意觀察基體表面，保證連續(xù)性和焊接的無間隔或局部出現(xiàn)堆焊造成焊點(diǎn)過高；
E、填充焊
使用低能量MIG電子釬焊完成減摩層中間層的熔敷；旋轉(zhuǎn)焊接變位機(jī)翻轉(zhuǎn)軸，將所述齒輪類零件垂直放置，使前一步驟中第一、二道焊縫起弧點(diǎn)的中間位置處于最低點(diǎn)，將電弧主要對著前兩道焊縫中間熔敷層，自最低點(diǎn)開始，以與前述步驟中同樣方式焊接中間層填充焊縫，這時(shí)要注意觀察第一、二道焊縫熔敷層表面，溫度控制在1200°C 1400°C之間；此步驟可適當(dāng)增大焊接電流為125A 145A，焊接電壓為22V MV，焊接速度控制在^Ocm/ min 300 cm/min 之間；
F、蓋面焊
焊接方法為低能量MIG電子釬焊；減小焊接電流為120A 140A，焊接電壓調(diào)整為
726V ^V，焊接速度控制在250cm/min 觀0 cm/min之間；旋轉(zhuǎn)所述齒輪類零件，使前三道焊縫的起弧點(diǎn)均處于最低點(diǎn)；
進(jìn)一步，焊蓋面焊第一道焊縫；旋轉(zhuǎn)焊接變位機(jī)翻轉(zhuǎn)軸，使齒輪類零件繞翻轉(zhuǎn)軸逆時(shí)針傾斜5° 10°之間，從步驟D)、步驟E)兩道焊縫中間熔敷層最低點(diǎn)起弧，開始旋轉(zhuǎn)所述齒輪類零件，沿所述齒輪類零件圓周方向焊接；蓋面焊第一道焊縫應(yīng)始終蓋住打底焊第一道焊縫及其與填充焊焊縫的接縫；此時(shí)注意觀察基體表面，溫度控制在1200°C 1400°C之間；
進(jìn)一步，焊蓋面焊第二道焊縫；先旋轉(zhuǎn)焊接變位機(jī)翻轉(zhuǎn)軸，將齒輪類零件放垂直，再繼續(xù)使所述齒輪類零件繞翻轉(zhuǎn)軸順時(shí)針傾斜5° 10°之間，在步驟D)、步驟E)兩道焊縫中間熔敷層最低點(diǎn)起弧，以與蓋面焊第一道焊縫為相同的方式，沿所述齒輪類零件圓周方向焊接，焊完蓋面焊第二道焊縫；同樣，蓋面焊第二道焊縫應(yīng)始終蓋住打底焊第二道焊縫及其與填充焊焊縫的接縫；
G、修型焊
采用TIG焊重熔修整焊縫表面，不加填充絲；將電弧主要對著所述齒輪類零件內(nèi)孔表面熔敷層中間部位，擺動(dòng)焊槍，擺幅3 mm 5 mm，保證焊高均勻，減摩層厚為5 7 mm ；焊接電流為120A 140A，鎢極直徑Φ 4mm，保護(hù)氣體為純度在99. 9%以上氬氣，氣體流量為 12 L/min 16 L/min ；
H、焊后冷卻
上一步驟所述齒輪類零件焊接完成后，立即旋轉(zhuǎn)焊接變位機(jī)翻轉(zhuǎn)軸，使固定于變位機(jī)回轉(zhuǎn)工作臺上的所述齒輪類零件水平放置，常溫空冷至室溫，需要注意的是冷卻期間所述齒輪類零件切勿接觸水、油或任何液體；
I、機(jī)加
用機(jī)械加工的方法將所述齒輪類零件的內(nèi)徑加工到零件設(shè)計(jì)的技術(shù)要求尺寸，獲取所述具有減摩層的成品齒輪類零件。進(jìn)一步，所述步驟D)、E)、F)中，焊絲直徑Φ 1.2mm，保護(hù)氣體為純度在99. 9%以上氬氣，氣體流量為5 L/min 20 L/min ；
進(jìn)一步，焊接要求通過紅外測溫儀控制焊接部位基體的溫度為1200°C 1400°C之間；控制齒根部溫度不大于500°C ；自最低點(diǎn)起弧時(shí)，可考慮為了削弱曲面對熔池金屬流動(dòng)的影響，放15mm 40mm的偏置距。由于采用以上所述的技術(shù)方案，本發(fā)明可達(dá)到以下有益效果
1、本發(fā)明所述的一種用MIG電子釬焊及TIG焊復(fù)合制備減摩層的方法，由于采用了基于溶解擴(kuò)散焊的低能量MIG電子釬焊技術(shù)，有效減少了焊接熱應(yīng)力，降低了熱輸入量與變形，可保證已加工好的齒輪、特別是齒部的金相組織、機(jī)械性能和幾何尺寸不發(fā)生變化；
2、本發(fā)明所述的一種用MIG電子釬焊及TIG焊復(fù)合制備減摩層的方法，將齒輪內(nèi)孔加工“^”梯形凹槽坡口，焊前清理待焊區(qū)域，焊接時(shí)將齒輪傾斜一定角度(類似船形焊)，在焊接過程中通過調(diào)節(jié)焊接規(guī)范，使制備出來的減摩層形狀易控制，成型飽滿，并與基體結(jié)合牢固；
3、本發(fā)明所述的一種用MIG電子釬焊及TIG焊復(fù)合制備減摩層的方法，采用低能量MIG 電子釬焊技術(shù)進(jìn)行堆焊，可有效控制焊接時(shí)的熱輸入量；且由于用焊絲作電極，可采用高密度電流，因而填充金屬熔敷速度快，且熔敷效率高，實(shí)際應(yīng)用證明可進(jìn)行連續(xù)焊接操作，在此基礎(chǔ)上采用自動(dòng)控制，可用于大批量生產(chǎn)，生產(chǎn)效率比TIG焊高至少提高2倍以上，經(jīng)濟(jì)效益亦顯著提高，具有可推廣的價(jià)值。

圖1為現(xiàn)有齒輪壓裝減摩套結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為圖1的A向視圖； 圖3為本發(fā)明齒輪工藝槽加工示意圖； 圖4為圖3的B向視圖5為本發(fā)明齒輪固定于焊接變位機(jī)回轉(zhuǎn)工作臺面示意圖6為圖5的C向視圖7為本發(fā)明齒輪向內(nèi)側(cè)傾斜焊接位置示意圖8為圖7的局部I放大圖9為本發(fā)明齒輪向外側(cè)傾斜焊接位置示意圖10為圖9的局部II放大圖11為本發(fā)明齒輪堆焊減摩層示意圖12為圖11的D-D剖視圖。圖中1、齒部已淬火齒輪；2、減摩套；3、緊定螺釘；4、已加工工藝槽齒輪；5、座式焊接變位機(jī)；5a、焊接變位機(jī)翻轉(zhuǎn)軸；6、焊接變位機(jī)回轉(zhuǎn)工作臺；7、三爪卡盤；8、卡爪；9、墊塊；10、焊接變位機(jī)控制箱；11、鋁青銅焊絲；12、減摩材料堆焊層；12a、第一道焊縫；12b、第二道焊縫；12c、第三道焊縫；12d、第四道焊縫；12e、第五道焊縫；12f、TIG焊重熔修整層。為了更清楚的解釋圖中術(shù)語，所述f工、表示減摩套內(nèi)徑尺寸；f 2、表示機(jī)械裝配法齒輪內(nèi)徑尺寸；f 3、表示齒輪外徑尺寸；f 4、表示堆焊法齒輪內(nèi)徑尺寸；f 2'、表示減摩套外徑尺寸；t、表示齒輪寬度尺寸；hi、表示工藝槽槽深；h2、表示打底焊焊高；h3、表示減摩層厚度；Y、表示工藝槽傾角；α、β、表示分別為齒輪焊接時(shí)傾斜角；θ、η、表示分別為表示變位機(jī)工作臺傾斜方向；λ、ω、表示分別為變位機(jī)工作臺回轉(zhuǎn)方向；δ、表示齒輪與減摩套接合處；a、b表示分別為齒輪端面；Q、表示齒輪內(nèi)孔表面；Q1、表示熔敷層表面；Z、 表示齒輪Z向中心軸；0、表示焊縫起弧最低點(diǎn)；01、02、03、04、05、表示分別為各道焊縫起弧點(diǎn)標(biāo)記。進(jìn)一步圖中f工為擁有減摩層的齒輪內(nèi)徑尺寸，即不論用何種方法在齒輪內(nèi)孔表面制備減摩層后，與另一零件相配套達(dá)到工作狀態(tài)所需的技術(shù)要求尺寸；
進(jìn)一步圖中f 2 “ 2，為機(jī)械裝配法時(shí)，齒輪內(nèi)徑尺寸f 2和與其呈過盈配合的減摩套外徑尺寸# 2’，兩尺寸公稱尺寸相同，公差為過盈公差。具體實(shí)施方式

公開本發(fā)明的目的旨在保護(hù)本發(fā)明范圍內(nèi)的一切變化和改進(jìn)。通過下面的實(shí)施實(shí)例可以更詳細(xì)的解釋本發(fā)明。結(jié)合附圖3 10中所述的用MIG電子釬焊及TIG焊復(fù)合制備減摩層的方法，用低能量MIG電子釬焊及TIG焊復(fù)合制備齒輪內(nèi)孔表面減摩層，具體涉及已加工坡口齒輪4、 座式焊接變位機(jī)5、焊接變位機(jī)翻轉(zhuǎn)軸fe、焊接變位機(jī)回轉(zhuǎn)工作臺6、三爪卡盤7、卡爪8、墊塊9、焊接變位機(jī)控制箱10。
需要說明的是，下述實(shí)施例中以齒輪作為工件給出一個(gè)實(shí)施例，但是本發(fā)明下述的齒輪并不是對于本發(fā)明的限定，僅作為可行的實(shí)施例作為本領(lǐng)域?qū)τ诒景l(fā)明所述方法的理解。下面以齒輪作為對象進(jìn)行解釋本發(fā)明的步驟，工作時(shí)的前期準(zhǔn)備工序，先將三爪卡盤7固定于焊接變位機(jī)回轉(zhuǎn)工作臺6上，再用卡爪8將已加工坡口齒輪4卡緊；墊塊9置于卡爪8與已加工坡口齒輪4的齒之間，防止已加工坡口齒輪4的齒被卡損壞；通過焊接變位機(jī)控制箱10來操縱座式焊接變位機(jī)5，使所述置于其回轉(zhuǎn)工作臺6上的已加工坡口齒輪 4可繞焊接變位機(jī)翻轉(zhuǎn)軸fe傾斜，形成最佳施焊角度；同時(shí)，控制已加工坡口齒輪4回轉(zhuǎn)速度，保證焊接質(zhì)量。所述的一種用MIG電子釬焊及TIG焊復(fù)合制備減摩層的方法，采用低能量MIG電子釬焊及TIG焊復(fù)合制備齒輪內(nèi)孔表面減摩層，步驟如下
1)、加工坡口，見附圖3和4中給出的實(shí)施例，用機(jī)械加工的方法，在齒輪內(nèi)孔表面Q加工“一”梯形凹槽，槽深hi為2mm，傾角γ為30°，形成已加工坡口齒輪4;
2 )、焊前清理，將上一步驟獲取的所述已加工坡口齒輪4的內(nèi)孔表面Q待焊部位及其周圍進(jìn)行清理，所述清理步驟包含機(jī)械清理、火焰清除和化學(xué)清洗等多種方式，下面列舉三種僅作為參考清理實(shí)施例；
2. 1)、其中機(jī)械清理即用鋼絲刷和20號砂紙打磨已加工坡口齒輪4的內(nèi)孔待焊部位表面Q，去除表面氧化物等污物，露出金屬光澤；
2. 2)、火焰清除使用氧乙炔烤槍，調(diào)至中性焰或碳化焰，槍口距已加工坡口齒輪4的內(nèi)孔待焊部位表面IOOmm 200mm之間，溫度控制在300 V 400°C之間，對已加工坡口齒輪4內(nèi)孔面Q待焊部位烘烤5 10分鐘，在已加工坡口齒輪4的內(nèi)孔待焊部位表面由黃變藍(lán)時(shí)停止加熱，控制表面不出現(xiàn)嚴(yán)重氧化現(xiàn)象，空冷5分鐘后再次加熱，加熱規(guī)范及方式同前，去除已加工坡口齒輪4的內(nèi)孔待焊部位潮氣，并將已加工坡口齒輪4在機(jī)械加工時(shí)滲入在基體淺層的切削液“此處的切削液涵蓋機(jī)械加工用的合成切削液，微乳化切削液，乳化油類”和水等液體清除；
2. 3)、化學(xué)清洗即用工業(yè)純丙酮或三氯乙烯清洗，徹底去除已加工坡口齒輪4內(nèi)孔待焊部位表面Q的油污、氧化皮、銹蝕等污垢及雜質(zhì)；
3)、零件裝夾固定，將上一步驟清理后的已加工坡口齒輪4結(jié)合附圖5和6中給出的實(shí)施例，旋轉(zhuǎn)焊接變位機(jī)翻轉(zhuǎn)軸5a，使座式焊接變位機(jī)5的回轉(zhuǎn)工作臺6處于水平位置，使用三爪卡盤7及墊塊9將待焊的已加工坡口齒輪4同樣呈水平狀態(tài)固定于變位機(jī)回轉(zhuǎn)工作臺 6上，最后再次旋轉(zhuǎn)焊接變位機(jī)翻轉(zhuǎn)軸fe，使固定于變位機(jī)回轉(zhuǎn)工作臺6上的已加工坡口齒輪4呈豎直工作狀態(tài)；
4)、打底焊，將固定于焊接變位機(jī)回轉(zhuǎn)工作臺6上的已加工坡口齒輪4用低能量MIG電子釬焊完成減摩層的打底焊；焊高h(yuǎn)2約為1 mm 2 mm ；結(jié)合附圖7和8中給出的實(shí)施例， 旋轉(zhuǎn)焊接變位機(jī)翻轉(zhuǎn)軸5a，使已加工坡口齒輪4沿θ方向傾斜α角度，即5° 10°，自已加工坡口齒輪4內(nèi)孔表面靠近焊接變位機(jī)回轉(zhuǎn)工作臺6的一側(cè)“以下稱為內(nèi)側(cè)”最低點(diǎn) 01起弧，同時(shí)旋轉(zhuǎn)已加工坡口齒輪4，沿λ或ω圓周方向焊接，此時(shí)需要注意觀察已加工坡口齒輪4基體表面Q，溫度控制在即將產(chǎn)生鏡面效果即可；焊完內(nèi)側(cè)第一道焊縫1 后， 旋轉(zhuǎn)焊接變位機(jī)翻轉(zhuǎn)軸5a，先將已加工坡口齒輪4放垂直，再繼續(xù)使所述已加工坡口齒輪4沿η方向傾斜β角度，同樣為5° 10°，結(jié)合附圖9和10中給出的實(shí)施例，在已加工坡口齒輪4內(nèi)孔表面遠(yuǎn)離焊接變位機(jī)回轉(zhuǎn)工作臺6的一側(cè)“以下稱為外側(cè)”最低點(diǎn)02起弧，以與第一道焊縫1 相同的方式，沿λ或ω圓周方向焊接，焊完外側(cè)第二道焊縫12b ；其中， 焊接電流為IlOA 130A，焊接電壓為21V 23V，齒輪旋轉(zhuǎn)速度為0. 33rpm 0. 37rpm ；
5)、填充焊，將上一步驟經(jīng)過打底焊的已加工坡口齒輪4用低能量MIG電子釬焊完成減摩層中間層的熔敷；結(jié)合附圖5、6和12中給出的實(shí)施例，將已加工坡口齒輪4垂直放置，使所述步驟4)中的第一、二道焊縫起弧點(diǎn)01、02均處于最低點(diǎn)，將電弧主要對著前兩道焊縫 12a、12b中間熔敷層，自最低點(diǎn)03開始，以與步驟4)中同樣方式焊接第三道焊縫12c，這時(shí)要注意觀察第一、二道焊縫熔敷層表面Q1，溫度控制在即將產(chǎn)生鏡面效果；此步驟可適當(dāng)增大焊接電流為125A 145A，焊接電壓為22V MV，已加工坡口齒輪4旋轉(zhuǎn)速度則降為 0.30rpm 0. 35rpm ；
6)、蓋面焊，將上一步驟經(jīng)過打底焊、填充焊的已加工坡口齒輪4使用低能量MIG電子釬焊的焊接方法；減小焊接電流為120A 140A，焊接電壓調(diào)整為26V ^V，已加工坡口齒輪4旋轉(zhuǎn)速度調(diào)整為0. 29rpm 0. 33rpm ；結(jié)合附圖7、8和12中給出的實(shí)施例，旋轉(zhuǎn)已加工坡口齒輪4，使前三道焊縫12a、12b、12c的起弧點(diǎn)均處于最低點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)焊接變位機(jī)翻轉(zhuǎn)軸 5a，使已加工坡口齒輪4沿θ方向傾斜α角度，即5° 10°，從第一道焊縫12a、第三道焊縫12c的中間熔敷層最低點(diǎn)04起弧，開始圓周焊，第四道焊縫12d應(yīng)始終蓋住第一道焊縫1 及其與第三道焊縫12c的接縫；焊完一周后，旋轉(zhuǎn)焊接變位機(jī)翻轉(zhuǎn)軸5a，結(jié)合附圖9、 10和12中給出的實(shí)施例，使已加工坡口齒輪沿η方向傾斜β角度，同樣為5° 10°， 在第二道焊縫12b、第三道焊縫12c的中間熔敷層最低點(diǎn)05起弧，開始圓周焊第五道焊縫 12e ；同樣，第五道焊縫1 應(yīng)始終蓋住第二道焊縫12b及其與第三道焊縫12c的接縫；第四道焊縫12d、第五道焊縫12e需要注意堆焊出兩端面所需的棱角；
7)修型焊，將上一步驟經(jīng)過打底焊、填充焊和蓋面焊的已加工坡口齒輪4采用TIG焊重熔修整焊縫表面12f，不加填充絲；結(jié)合附圖11和12中給出的實(shí)施例，將電弧主要對著已加工坡口齒輪4內(nèi)孔表面熔敷層中間部位，擺動(dòng)焊槍，擺幅3 mm 5 mm，保證焊高均勻，減摩合金層厚h3為5mm 7 mm ；焊接電流為120A 140A，鎢極直徑Φ 4mm，保護(hù)氣體為純度大于99. 9%氬氣，氣體流量為12 L/min 16 L/min ；
8 )焊后冷卻，將上一步驟所述已加工坡口齒輪4經(jīng)過打底焊、填充焊、蓋面焊和修型焊的焊后齒輪，需要立即旋轉(zhuǎn)焊接變位機(jī)翻轉(zhuǎn)軸fe，使固定于變位機(jī)回轉(zhuǎn)工作臺6上的所述焊后齒輪水平放置，常溫空冷至室溫，需要注意的是冷卻期間所述齒輪4切勿接觸水、油或任何液體；
9)機(jī)加，用機(jī)械加工的方法將所述焊后齒輪內(nèi)徑加工到零件技術(shù)要求尺寸f ”獲取所述具有減摩層的工件。其中前述步驟的步驟4)、5)、6)中，焊絲直徑Φ 1.2mm，保護(hù)氣體為純度大于 99.9%氬氣，氣體流量為5 L/min 20L/min ；焊接要求通過紅外測溫儀控制焊接部位基體的溫度為1200°C 1400°C之間；控制齒根部溫度不大于500°C;自最低點(diǎn)起弧時(shí)，可考慮為了削弱曲面對熔池金屬流動(dòng)的影響，放15mm 40mm的偏置距。下面給出另一實(shí)施例；繼續(xù)以附圖例形式說明本發(fā)明所述一種用MIG電子釬焊及 TIG焊復(fù)合制備減摩層的方法，用低能量MIG電子釬焊及TIG焊復(fù)合制備齒輪內(nèi)孔表面減摩
11層。 型號^XG160A_43臥式雙面組合銑床削頭齒輪，齒輪材質(zhì)20CrMnTi ；齒輪外徑 § 3:Φ 360 mm;內(nèi)徑#4:Φ 265 mm，寬度t :20 mm ；齒部已滲碳淬火，硬度HRC56 HRC62 ；齒輪內(nèi)徑最終技術(shù)要求尺寸# Φ 260 mm；
本發(fā)明另一實(shí)施方式為在齒輪內(nèi)孔表面用鋁青銅焊絲S214堆焊5mm 7 mm厚減摩合金材料層12。此時(shí)，焊絲直徑Φ 1.2mm，保護(hù)氣體為純度大于99. 9%氬氣，氣體流量為6 L/ min 8 L/min ；
檢查所選用配套工裝設(shè)備，及已經(jīng)安裝好三爪卡盤7的座式焊接變位機(jī)5連接正確，完好無誤；開啟電源，旋轉(zhuǎn)所述座式焊接變位機(jī)5的焊接變位機(jī)翻轉(zhuǎn)軸5a，使所述焊接變位機(jī)回轉(zhuǎn)工作臺6處于水平位置；
本發(fā)明的下述實(shí)施例中所選用焊機(jī)為德國克魯斯焊接技術(shù)有限公司設(shè)計(jì)制造的一款集焊接電源/送絲機(jī)于一體的全數(shù)字化逆變式脈沖MIG/MAG多功能冷弧焊機(jī)GLC333MC4“氣保焊機(jī)”，焊槍是該焊機(jī)專配的MIG焊槍；運(yùn)用該焊機(jī)的“冷弧焊”技術(shù)進(jìn)行低能量MIG電子釬焊，用在齒輪類零件內(nèi)孔表面堆焊制備減摩合金層，其結(jié)合強(qiáng)度和各項(xiàng)機(jī)械性能指標(biāo)足以滿足齒輪類零件的工作性能要求；由于所述全數(shù)字化逆變式脈沖MIG/MAG多功能冷弧焊機(jī)GLC333MC4的焊接電弧較為穩(wěn)定，熱量集中、飛濺少、可見度好、堆焊層形狀容易控制，本發(fā)明作為首選，但是本發(fā)明不排除類似的進(jìn)口國國產(chǎn)機(jī)型； 具體步驟如下
1)、加工坡口，結(jié)合附圖見圖3或4，用機(jī)械加工的方法，在齒輪內(nèi)孔表面Q加工“^”梯形凹槽，此例中建議槽深hi為2mm，傾角、為30° ；加工W’梯形凹槽坡口可使已加工坡口齒輪4堆焊層兩邊“齒輪端面”成型飽滿；
2)、焊前清理，即對已加工坡口齒輪4的內(nèi)孔表面Q待焊部位及其周圍進(jìn)行清理；焊前清理待焊區(qū)域，可保證減摩合金層與基體結(jié)合牢固；
2. 1)、機(jī)械清理即用鋼絲刷和20號砂紙打磨已加工坡口齒輪4內(nèi)孔待焊部位表面Q， 去除表面氧化物及污物，露出金屬光澤；
2. 2)、火焰清除使用氧乙炔烤槍，調(diào)至中性焰或碳化焰，槍口距已加工坡口齒輪4內(nèi)孔待焊部位表面IOOmm 200mm之間，溫度控制在300°C 400°C之間，對已加工坡口齒輪4 內(nèi)孔面Q待焊部位烘烤5 10分鐘，在已加工坡口齒輪4內(nèi)孔待焊部位表面Q由黃變藍(lán)時(shí)停止加熱，控制表面不出項(xiàng)嚴(yán)重氧化現(xiàn)象，空冷5分鐘后再次加熱，加熱規(guī)范及方式同前， 去除已加工坡口齒輪4內(nèi)孔待焊部位潮氣，并將已加工坡口齒輪4在機(jī)械加工時(shí)滲入在基體淺層的切削液、水等清除；
2. 3)、化學(xué)清洗即用工業(yè)純丙酮清洗或三氯乙烯清洗，徹底去除已加工坡口齒輪4內(nèi)孔待焊部位表面Q的油污、氧化皮、銹蝕等污垢及雜質(zhì)；
3)、裝夾已加工坡口齒輪4，結(jié)合附圖5或6，將已加工坡口的齒輪4水平放置于座式焊接變位機(jī)5同樣呈水平狀態(tài)的回轉(zhuǎn)工作臺6面上，用三爪卡盤7夾緊所述已加工坡口齒輪 4，并使用墊塊9置于卡爪8與已加工坡口齒輪4的齒之間，防止已加工坡口齒輪4的齒被卡損壞；再次旋轉(zhuǎn)焊接變位機(jī)翻轉(zhuǎn)軸5a，使固定于變位機(jī)回轉(zhuǎn)工作臺6上的已加工坡口齒輪4呈豎直工作狀態(tài)；使用座式焊接變位機(jī)5，并用三爪卡盤7固定所述已加工坡口齒輪4， 是與低能量MIG電子釬焊技術(shù)可進(jìn)行連續(xù)焊接操作相適應(yīng)，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化焊接；4)、打底焊，即用低能量MIG電子釬焊完成減摩材料堆焊層12的打底焊；焊高h(yuǎn)2約為 1 mm 2 mm;具體見附圖7、8給出的方式，旋轉(zhuǎn)焊接變位機(jī)翻轉(zhuǎn)軸如，使所述已加工坡口齒輪4沿θ方向傾斜α角度，本例為5° 10° ，自已加工坡口齒輪4內(nèi)孔表面靠近焊接變位機(jī)回轉(zhuǎn)工作臺6的一側(cè)“以下稱為內(nèi)側(cè)”最低點(diǎn)01起弧，同時(shí)旋轉(zhuǎn)已加工坡口齒輪 4，沿λ或ω圓周方向“需要說明的是此旋轉(zhuǎn)方向按操作工的施焊方式而定，應(yīng)使保護(hù)氣體對高溫焊道進(jìn)行保護(hù)”焊接，此時(shí)注意觀察基體表面Q，溫度控制在即將產(chǎn)生鏡面效果即可； 焊完內(nèi)側(cè)第一道焊縫1 后“此時(shí)齒輪4應(yīng)已旋轉(zhuǎn)一周”，旋轉(zhuǎn)焊接變位機(jī)翻轉(zhuǎn)軸fe，先將齒輪放垂直，再繼續(xù)使已加工坡口齒輪4沿η方向傾斜β角度，同樣為5° 10°，具體見附圖9、圖10，在已加工坡口齒輪4內(nèi)孔表面遠(yuǎn)離焊接變位機(jī)回轉(zhuǎn)工作臺6的一側(cè)“以下稱為外側(cè)”最低點(diǎn)02起弧，以與第一道焊縫1 相同的方式，沿λ或ω圓周方向焊接，焊完外側(cè)第二道焊縫12b ；其中，焊接電流為IlOA 130A，焊接電壓為2IV 23V，已加工坡口齒輪4的旋轉(zhuǎn)速度為0.33rpm 0.37rpm;焊接時(shí)將已加工坡口齒輪4沿θ或η方向傾斜α或β角度，類似船形焊，可使堆焊層兩邊“齒輪端面”成型飽滿；
5)、填充焊，繼續(xù)以小規(guī)范焊接的方式，使用低能量MIG電子釬焊完成減摩合金層中間層的熔敷；將已加工坡口齒輪4垂直放置，結(jié)合附圖5、6和12，使步驟4)中第一、二道焊縫起弧點(diǎn)01、02均處于最低點(diǎn)，將電弧主要對著前兩道第一道焊縫1 和第二道焊縫12b的中間熔敷層，自最低點(diǎn)03開始，以步驟4)同樣方法焊接第三道焊縫12c，這時(shí)要注意觀察第一、二道焊縫熔敷層表面Q1，溫度控制在即將產(chǎn)生鏡面效果；此步驟可適當(dāng)增大焊接電流為125A 145A，焊接電壓為22V MV，已加工坡口齒輪4旋轉(zhuǎn)速度則降為0. 30rpm 0.35rpm ；
6)、蓋面焊，焊接方法為低能量MIG電子釬焊；減小焊接電流為120A 140A，焊接電壓調(diào)整為26V 28V，已加工坡口齒輪4旋轉(zhuǎn)速度調(diào)整為0. 29rpm 0. 33rpm ；旋轉(zhuǎn)所述已加工坡口齒輪4，使前三道焊縫所述的第一道焊縫12a、第二道焊縫12b、第三道焊縫12c的起弧點(diǎn)均處于最低點(diǎn)，結(jié)合附圖7、8和12，旋轉(zhuǎn)焊接變位機(jī)翻轉(zhuǎn)軸5a，使已加工坡口齒輪4沿 θ方向傾斜α角度，本例為5° 10°，從第一道焊縫1 和第三道焊縫12c的中間熔敷層最低點(diǎn)04起弧，開始圓周焊，第四道焊縫12d應(yīng)始終蓋住第一道焊縫1 及其與第三道焊縫12c的接縫；一周焊完后，結(jié)合附圖9、10和12，旋轉(zhuǎn)焊接變位機(jī)翻轉(zhuǎn)軸fe，使所述已加工坡口齒輪4沿η方向傾斜β角度，同樣為5° 10°，在第二道焊縫12b、第三道焊縫 12c的中間熔敷層最低點(diǎn)05起弧，開始圓周焊第五道焊縫12e ；同樣，第五道焊縫1 應(yīng)始終蓋住第二道焊縫12b及其與第三道焊縫12c的接縫；第四道焊縫12d、第五道焊縫1 要注意堆焊出兩端面所需的棱角；
7)、修整焊縫成型；結(jié)合附圖11、12，采用TIG焊重熔修整焊縫表面12f，不加填充絲； 將電弧主要對著已加工坡口齒輪4內(nèi)孔表面熔敷層中間部位，擺動(dòng)焊槍，擺幅3 mm 5 mm, 保證焊高均勻，減摩合金層厚h3為5mm 7 mm ；焊接電流為120A 140A，鎢極直徑Φ 4mm, 保護(hù)氣體為純度大于99. 9%氬氣，氣體流量為12 L/min 16 L/min ;TIG焊重熔修整焊縫表面，不加填充絲，焊接時(shí)采用合理擺槍、快速焊接等工藝措施，可保證堆焊層的厚度及成型均勻；
8)、焊后冷卻，將上一步驟所述已加工坡口齒輪4經(jīng)過打底焊、填充焊、蓋面焊和修型焊的焊后齒輪，需要立即旋轉(zhuǎn)焊接變位機(jī)翻轉(zhuǎn)軸fe，使固定于變位機(jī)回轉(zhuǎn)工作臺上的焊后齒輪水平放置，空冷，冷至室溫前切勿接觸水、油等液體；
9)、機(jī)加，用機(jī)械加工的方法將焊后齒輪內(nèi)徑加工到零件設(shè)計(jì)要求尺寸f工獲取所述具有減摩層的工件。為了公開本發(fā)明的目的而在本文中選用的實(shí)施例，當(dāng)前認(rèn)為是適宜的，但是應(yīng)了解的是，本發(fā)明旨在包括一切屬于本構(gòu)思和本發(fā)明范圍內(nèi)的實(shí)施例的所有變化和改進(jìn)。本發(fā)明未詳述部分為現(xiàn)有技術(shù)。
權(quán)利要求
1. 一種用MIG電子釬焊及TIG焊復(fù)合制備減摩層的方法，包括采用MIG電子釬焊及TIG 焊復(fù)合制備齒輪類零件內(nèi)孔表面減摩層，其特征是所述的MIG電子釬焊是一種基于溶解擴(kuò)散焊的低能量MIG電子釬焊方法，在所述材質(zhì)為低碳合金鋼的齒部已淬火的齒輪類零件的內(nèi)孔表面堆焊制備減摩層時(shí)，焊絲連續(xù)送進(jìn)并熔化，而齒輪類零件基體界面未熔化，熔化的焊絲在齒輪類零件基體界面形成液膜，液膜原子向齒輪類零件基體擴(kuò)散，而齒輪類零件基體原子向液膜內(nèi)溶解與擴(kuò)散，使熔化的焊絲與齒輪類零件基體形成互溶，實(shí)現(xiàn)焊絲與齒輪類零件二者原子間的良好結(jié)合，待液相凝固后形成牢固的結(jié)合層，此非穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散過程易在表面及晶界優(yōu)先進(jìn)行，溫度越高擴(kuò)散過程進(jìn)行的越快越充分；所述制備減摩層的具體方法，包括如下步驟加工坡口一焊前清理一零件裝夾固定一打底焊一填充焊一蓋面焊一修型焊一焊后冷卻一機(jī)加獲取成品；A、加工坡口將齒輪類零件固定，采用常規(guī)車削設(shè)備，在齒輪類零件的內(nèi)孔表面加工出“^”梯形凹槽，槽深控制在1.0mm 2. 5 mm之間，其中兩側(cè)傾角控制在25°與35°之間；B、焊前清理將前一步驟加工的齒輪類零件內(nèi)孔面殘留物進(jìn)行清理，所述殘留物包含加工時(shí)的毛刺、碎屑；所述殘留物的清理包含機(jī)械清理、火焰清除或化學(xué)清洗三種方式；C、零件裝夾固定旋轉(zhuǎn)焊接變位機(jī)翻轉(zhuǎn)軸，使座式焊接變位機(jī)的回轉(zhuǎn)工作臺面處于水平位置，然后利用三爪卡盤及墊塊將待焊齒輪類零件同樣呈水平狀態(tài)固定于焊接變位機(jī)回轉(zhuǎn)工作臺上，最后再次旋轉(zhuǎn)焊接變位機(jī)翻轉(zhuǎn)軸，使固定于焊接變位機(jī)回轉(zhuǎn)工作臺上的齒輪類零件呈豎直工作狀態(tài)；D、打底焊使用低能量MIG電子釬焊完成減摩層的打底焊；其中，焊高為1 mm 2 mm之間，焊接電流為IlOA 130A之間，焊接電壓為21V 23V 之間，調(diào)整焊接變位機(jī)回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速，使焊接速度控制在^Ocm/min 320 cm/min之間；進(jìn)一步，焊第一道焊縫時(shí)，旋轉(zhuǎn)焊接變位機(jī)翻轉(zhuǎn)軸，使固定于焊接變位機(jī)回轉(zhuǎn)工作臺面上的齒輪類零件繞翻轉(zhuǎn)軸逆時(shí)針傾斜5° 10°之間，自齒輪類零件內(nèi)孔表面靠近回轉(zhuǎn)工作臺面的一側(cè)“以下稱之為內(nèi)側(cè)”最低點(diǎn)起弧，同時(shí)旋轉(zhuǎn)齒輪類零件，沿齒輪類零件圓周方向焊接，此時(shí)注意觀察基體表面，溫度控制在1200°C 1400°C之間；進(jìn)一步，焊完內(nèi)側(cè)第一道焊縫后“也就是齒輪類零件已旋轉(zhuǎn)一周”，先旋轉(zhuǎn)焊接變位機(jī)翻轉(zhuǎn)軸，將齒輪類零件放置為垂直，再繼續(xù)使齒輪類零件繞翻轉(zhuǎn)軸順時(shí)針傾斜5° 10° 之間，在齒輪類零件內(nèi)孔表面遠(yuǎn)離回轉(zhuǎn)工作臺面的另一側(cè)“以下稱之為外側(cè)”最低點(diǎn)起弧， 以與前述焊第一道焊縫相同的方式，沿齒輪類零件圓周方向焊接，焊完外側(cè)第二道焊縫；其中，所述齒輪類零件內(nèi)孔表面出現(xiàn)較寬“寬度在20mm以上”現(xiàn)象時(shí)，需在內(nèi)側(cè)、外側(cè)焊縫之間繼續(xù)堆焊；旋轉(zhuǎn)焊接變位機(jī)翻轉(zhuǎn)軸，將齒輪類零件放垂直焊接；自齒輪類零件內(nèi)孔表面第一、二道焊縫中間最低點(diǎn)起弧，以與前述焊第一道焊縫相同的方式，沿齒輪類零件圓周方向焊接，焊完第三道打底焊縫；依次類推，逐步焊完打底的所有焊道，此時(shí)注意觀察基體表面，保證連續(xù)性和焊接的無間隔或局部出現(xiàn)堆焊造成焊點(diǎn)過高；E、填充焊使用低能量MIG電子釬焊完成減摩層中間層的熔敷；旋轉(zhuǎn)焊接變位機(jī)翻轉(zhuǎn)軸，將所述齒輪類零件垂直放置，使前一步驟中第一、二道焊縫起弧點(diǎn)的中間位置處于最低點(diǎn)，將電弧主要對著前兩道焊縫中間熔敷層，自最低點(diǎn)開始，以與前述步驟中同樣方式焊接中間層填充焊縫，這時(shí)要注意觀察第一、二道焊縫熔敷層表面，溫度控制在1200°C 1400°C之間；此步驟可適當(dāng)增大焊接電流為125A 145A，焊接電壓為22V MV，焊接速度控制在^Ocm/ min 300 cm/min 之間；F、蓋面焊焊接方法為低能量MIG電子釬焊；減小焊接電流為120A 140A，焊接電壓調(diào)整為 26V ^V，焊接速度控制在250cm/min 觀0 cm/min之間；旋轉(zhuǎn)所述齒輪類零件，使前三道焊縫的起弧點(diǎn)均處于最低點(diǎn)；進(jìn)一步，焊蓋面焊第一道焊縫；旋轉(zhuǎn)焊接變位機(jī)翻轉(zhuǎn)軸，使齒輪類零件繞翻轉(zhuǎn)軸逆時(shí)針傾斜5° 10°之間，從步驟D)、步驟E)兩道焊縫中間熔敷層最低點(diǎn)起弧，開始旋轉(zhuǎn)所述齒輪類零件，沿所述齒輪類零件圓周方向焊接；蓋面焊第一道焊縫應(yīng)始終蓋住打底焊第一道焊縫及其與填充焊焊縫的接縫；此時(shí)注意觀察基體表面，溫度控制在1200°C 1400°C之間；進(jìn)一步，焊蓋面焊第二道焊縫；先旋轉(zhuǎn)焊接變位機(jī)翻轉(zhuǎn)軸，將齒輪類零件放垂直，再繼續(xù)使所述齒輪類零件繞翻轉(zhuǎn)軸順時(shí)針傾斜5° 10°之間，在步驟D)、步驟E)兩道焊縫中間熔敷層最低點(diǎn)起弧，以與蓋面焊第一道焊縫為相同的方式，沿所述齒輪類零件圓周方向焊接，焊完蓋面焊第二道焊縫；同樣，蓋面焊第二道焊縫應(yīng)始終蓋住打底焊第二道焊縫及其與填充焊焊縫的接縫；G、修型焊采用TIG焊重熔修整焊縫表面，不加填充絲；將電弧主要對著所述齒輪類零件內(nèi)孔表面熔敷層中間部位，擺動(dòng)焊槍，擺幅3 mm 5 mm，保證焊高均勻，減摩層厚為5 7 mm ；焊接電流為120A 140A，鎢極直徑Φ 4mm，保護(hù)氣體為純度在99. 9%以上氬氣，氣體流量為 12 L/min 16 L/min ；H、焊后冷卻上一步驟所述齒輪類零件焊接完成后，立即旋轉(zhuǎn)焊接變位機(jī)翻轉(zhuǎn)軸，使固定于變位機(jī)回轉(zhuǎn)工作臺上的所述齒輪類零件水平放置，常溫空冷至室溫，需要注意的是冷卻期間所述齒輪類零件切勿接觸水、油或任何液體；I、機(jī)加用機(jī)械加工的方法將所述齒輪類零件的內(nèi)徑加工到零件設(shè)計(jì)的技術(shù)要求尺寸，獲取所述具有減摩層的成品齒輪類零件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用MIG電子釬焊及TIG焊復(fù)合制備減摩層的方法，其特征是 所述機(jī)械清理使用鋼絲刷和20號砂紙打磨齒輪類零件內(nèi)孔待焊部位表面，去除表面氧化物及污物，以露出金屬光澤為宜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用MIG電子釬焊及TIG焊復(fù)合制備減摩層的方法，其特征是 所述火焰清除使用氧乙炔烤槍，調(diào)至中性焰或碳化焰，槍口距齒輪類零件內(nèi)孔待焊部位表面IOOmm 200mm之間，溫度控制在300°C 400°C之間，對齒輪類零件內(nèi)孔面待焊部位烘烤5 10分鐘之間，在齒輪類零件內(nèi)孔表面由黃變藍(lán)時(shí)停止加熱，控制表面不出現(xiàn)嚴(yán)重氧化現(xiàn)象，空冷至少5分鐘后再次加熱，加熱規(guī)范及方式同前，去除齒輪類零件表面潮氣，并將齒輪類零件在機(jī)械加工時(shí)滲入在基體淺層的切削液“此處的切削液涵蓋機(jī)械加工用的合成切削液，微乳化切削液，乳化油類物質(zhì)”和水清除干凈。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用MIG電子釬焊及TIG焊復(fù)合制備減摩層的方法，其特征是 所述化學(xué)清洗使用工業(yè)純丙酮或三氯乙烯進(jìn)行清洗，去除齒輪類零件內(nèi)孔待焊部位表面的油污及雜質(zhì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用MIG電子釬焊及TIG焊復(fù)合制備減摩層的方法，其特征是 所述步驟D)、E)、F)中，焊絲直徑Φ 1.2mm，保護(hù)氣體為純度在99. 9%以上氬氣，氣體流量為5 L/min 20 L/min ；焊接要求通過紅外測溫儀控制焊接部位基體的溫度為1200°C 1400°C之間；控制齒根部溫度不大于500°C ；自最低點(diǎn)起弧時(shí)，可考慮為了削弱曲面對熔池金屬流動(dòng)的影響，放15mm 40mm的偏置距。
全文摘要
一種用MIG電子釬焊及TIG焊復(fù)合制備減摩層的方法，屬于金屬表面堆焊制備抗黏著磨損材料層的技術(shù)領(lǐng)域，采用MIG電子釬焊及TIG焊復(fù)合制備工件內(nèi)孔面減摩層，包括加工坡口、焊前清理、零件裝夾固定、打底焊、填充焊、蓋面焊、修型焊、焊后冷卻、機(jī)加步驟；本發(fā)明在材質(zhì)為低碳合金鋼的、齒部已淬火的齒輪類零件的內(nèi)孔表面，采用MIG電子釬焊及TIG焊復(fù)合制備減摩層，可在保證減摩層與基體結(jié)合強(qiáng)度的同時(shí)，有效控制焊接時(shí)的熱輸入量，既可解決減摩層熔敷效率低的問題，又能保證齒部的幾何尺寸、金相組織和機(jī)械性能不發(fā)生變化，且生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益顯著提高。
文檔編號B23K9/235GK102398099SQ201110297270
公開日2012年4月4日 申請日期2012年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月10日
發(fā)明者孔春花, 張宏斌, 李亞軍, 毛長恩, 董得亮, 薛青, 馬春慶 申請人:中國一拖集團(tuán)有限公司