ZG45CrMo 大齒輪是磨機傳動裝置中（zhōng）的主要部件，大齒輪為"T"型結構（gòu），齒頂圓直徑為7648mm，齒寬為（wéi）610mm，重達20445kg。由於結構尺寸（cùn）大，為（wéi）兩（liǎng）半把合結構， 母材為（wéi）ZG45CrMo， 正火態，280～320HB，模數為30。該齒輪在使用過程中由於操作失誤，造成齒麵（miàn）上有1 個深約55mm、寬（kuān）約50mm 的溝（gōu）需要修補。大（dà）齒輪（lún）修補工作難度很大，為圓（yuán）滿完成修補工作，製訂了詳細的焊接修補方案，采取修補全程質量跟蹤等措施，首例成功地修複了（le）大齒輪，挽回了（le）經濟損失，為同類大齒輪的修複提供了寶貴經驗（yàn）。

      1 焊接方法及材（cái）料

      根據該大型齒輪的材料、結構特點、缺陷情況及焊補（bǔ）的拘（jū）束度等實際狀況， 決（jué）定（dìng）采用焊（hàn）條電弧（hú）焊方法。選擇焊接（jiē）材料時，首先考慮錳的影響，錳是重要的淬透性元素， 對（duì）焊縫金屬的韌性有很（hěn）大（dà）影響。錳含量在1.5%附近時焊（hàn）縫金屬有最好的韌性。鎳的作用與錳相似，較錳作用（yòng）弱，與錳共存時，鎳更有利於針狀鐵素體的形成，先共析鐵素體減少（shǎo），組織進一（yī）步細化，在低碳低硫含量（liàng）的條件下（xià），鎳對提高金屬韌性是有利的。錳和鎳都能提高鋼材的淬透性， 且隨著錳和鎳含量的增加，焊補金屬的強度、硬度（dù）也隨之提高，當錳含量在1.5%左右、鎳含（hán）量在1.3 左右時韌性（xìng）最好。因此，焊條選用J857CrNi，直徑為4.0mm。J857CrNi 的化學成分及性能如表1 所示，大齒輪化學（xué）成分及力學性能要求如表（biǎo）2 所示（shì）。

      2 焊（hàn）補工藝方案

      大齒輪修補難度（dù）大，為圓滿完成修補工作（zuò），我們製訂了詳細的修補方案， 如根據需（xū）焊補部位的結構特點，有針對性的選擇（zé）預熱（rè）形式和方法，同（tóng）時結合設備（bèi）的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（de）大小采用層間錘擊釋放應力和焊後（hòu）去應力退（tuì）火等方案，有效的解決（jué）了施焊（hàn）空間深而窄小、預熱困難、焊縫質（zhì）量（liàng）不易保證等難（nán）題。為確保（bǎo）修複質量，又製定了詳細的（de）大齒輪（lún）修補過程質量跟蹤卡（kǎ）。具（jù）體焊補工藝方案如（rú）下：

      (1) 焊（hàn）接位置采用立向上焊接， 焊接（jiē）過程中整個大齒輪（lún）仍然兩半把合。

      (2) 焊（hàn）前焊條在400℃保（bǎo）溫1 h 烘幹，烘幹後裝入保溫筒通電保溫。焊接電流：130～180A， 電壓24～28V，焊道寬度（dù）小於12mm。 (3) 焊前用履帶式加熱片采用遠紅外預熱（rè），輪緣內外麵、端麵（即（jí）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（bù）包上保溫材料。預（yù）熱溫度400℃，保溫8h 後開始焊接。

       (4) 焊接時， 輪緣內麵、上端麵繼（jì）續遠紅外加熱，下端麵增設煤（méi）氣預熱裝置，焊（hàn）接（jiē）過程中不關（guān）閉，以保證焊接（jiē）層間溫度不低於300℃。焊接過程中每一次起（qǐ）弧前都要測量層間溫度， 必須保證300℃以（yǐ）上，否則停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（fàn）統一化。焊接采用多層多道焊，短弧焊接，每道焊縫寬（kuān）度小於15mm。除第一層和最後一層（céng）外， 其餘焊道焊後用（yòng）電動衝（chōng）擊錘錘擊焊道。每（měi）焊1 層（céng）都用風槍擊打（dǎ）焊（hàn）縫（féng）至變形，以釋（shì）放焊接應力。錘（chuí）擊焊縫（féng）的關鍵點在"每一層最後一道與上端斜坡口熔合的焊道"，錘擊一（yī）定要細致均勻。清理幹淨焊渣（zhā），仔細觀察，保證肉眼看不到缺（quē）陷再進行下一層的焊（hàn）接。相鄰兩焊層間的錘擊方向要相反，然後繼續施焊。焊接過程中（zhōng）注意起弧和收（shōu）弧，要填滿弧（hú）坑，且不（bú）允（yǔn）許在弧坑上再次起弧和收弧。蓋麵層要高出母材2mm 以上。

      (5) 焊接完成後立即進行（háng）遠紅外退火， 退火區域約1.5m，退火溫度(560±10)℃，保溫時間（jiān）8 h，升降溫速度≤40℃/h， 降至200℃以下打開遠紅外和保溫材料空冷至室溫。然後打磨焊縫區域進行無損檢測，對焊補區域層按GB/T1135B-1989《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果分級（jí）》的探傷標準進（jìn）行超聲波探傷（shāng）檢驗，一次焊補合格（gé）。

      3 結語

      該大齒輪經修複加工（gōng）各項指標（biāo）都符合要求，三年來使用至今工作情況良好，用戶非常滿意。大齒輪首次成功修複， 為同類結構大齒輪的修複（fù）提供了寶貴經驗。