[發明專利]重載萬向接軸中間軸的組焊方法

有效

• 申請號: 201911186965.3
• 申請日: 2019-11-28
• 公開（公告）號: CN110842331B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 楊曉紅;黃東保;方凱;朱健平;許訓;國竹節;武支強
• 申請（專利權）人: 泰爾重工股份有限公司
• 主分類號: B23K9/18
• 分類號: B23K9/18;B23K9/32;B23K9/02
• 代理公司: 蕪湖思誠知識產權代理有限公司 34138
• 代理人: 阮愛農

本發明公開了提供一種粗軋鋼生產線所使用的重載萬向接軸中間軸的組焊方法。本發明重載萬向接軸中間軸，它包括接托架軸1、接管Ⅰ2、接管Ⅱ3、焊接法蘭Ⅰ、焊接法蘭Ⅱ5，其組焊方法是：以托架軸為中心，兩側依次與接管、焊接法蘭兩兩對稱的分段組對焊接，即首先托架軸1的左右兩側依次與接管Ⅰ2、接管Ⅱ3焊接，然后接管Ⅰ2與焊接法蘭Ⅰ4焊接、接管Ⅱ3與焊接法蘭Ⅱ5焊接，形成中間軸整體。本發明中間軸組焊方法的優點是：一、它的焊縫性能好，不易斷裂，保證了接軸在軋鋼過程中的使用性能；二、焊接效率高，使生產成本大大降低。

技術領域

本發明涉及冶金裝備粗軋線重載萬向接軸中間軸的焊接方法，更具體地說，本發明涉及一種長度大于5米、回轉直徑為600mm～1400mm、焊縫壁厚為60mm～100mm的重載萬向接軸中間軸的焊接方法。

背景技術

本發明中的重載萬向接軸在冶金裝備中粗軋鋼生產線中使用，其使用工況為：工作溫度：-20～+80℃；傳遞扭矩范圍：1085KN.m～9190KN.m；過載極限扭矩為2300kN.m～19405kN.m；回轉直徑：600mm～1400mm；該接軸在鋼板軋制過程中要求承載能力高、使用壽命長，傳動效率高達98.7％-99.9％。

現有重載萬向接軸的中間軸結構復雜，如果作為一個整體鍛造成型，鍛造工藝復雜，而且精加工難度大、加工精度往往達不到技術要求；同時材料浪費厲害，制造成本很高。

重載萬向接軸如圖1所示，沿著長度方向按照結構共分為七件零件，從左往右依次為：法蘭叉頭Ⅰ、焊接法蘭Ⅰ、接管Ⅰ、托架軸、接管Ⅱ、焊接法蘭Ⅱ、法蘭叉頭Ⅱ，焊接法蘭與法蘭叉頭之間通過端面齒進行連接。在使用過程中，法蘭叉頭會產生±10度左右擺角，接軸兩端與電機或者軋機連接，在軋制鋼板過程中進行扭矩傳遞。

其中，焊接法蘭Ⅰ、接管Ⅰ、托架軸、接管Ⅱ、焊接法蘭Ⅱ五件零件組成中間軸。如果先將每件零件分別鍛造成型、經調質處理使其綜合機械性能良好，然后將五件零件焊接成一個整體，那么工藝簡單、精加工難度小、成本低。

但是，如果兩個零件之間的焊縫處的性能及質量不能保證，在使用過程中易在焊縫處出現斷裂，其情況分為兩種：一種為若焊縫底部未熔透，在大軸工作受扭矩和彎矩時成為裂紋源，導致從內至外延伸的斷裂；另一種若焊縫結構設計坡口角度過大導致焊縫上下尺寸差異大，在焊接時上部收縮量大，拉扯焊縫兩側母材金屬，會導致焊縫上半部熔合線處從外至內斷裂，造成產品的早期失效。

發明內容

本發明所要解決的問題是提供一種粗軋鋼生產線所使用的重載萬向接軸中間軸的組焊方法，它的焊縫性能好，不易斷裂，保證了接軸在軋鋼過程中的使用性能。同時，本發明方法焊接效率高，使生產成本大大降低。

本發明重載萬向接軸中間軸，它包括接托架軸1、接管Ⅰ2、接管Ⅱ3、焊接法蘭Ⅰ、焊接法蘭Ⅱ5，其組焊方法是：以托架軸為中心，兩側依次與接管、焊接法蘭兩兩對稱的分段組對焊接，即首先托架軸1的左右兩側依次與接管Ⅰ2、接管Ⅱ3焊接，然后接管Ⅰ2與焊接法蘭Ⅰ4焊接、接管Ⅱ3與焊接法蘭Ⅱ5焊接，形成中間軸整體。

重載萬向接軸中間軸的組焊方法，其具體步驟是：①焊縫設計：將相鄰兩個零件之間的焊縫按照零件的厚度和材質進行焊接坡口的設計；②預熱組裝：將組對焊接的相鄰兩個零件之間的焊縫處與內定心環進行預熱組裝，內定心環與零件的內孔為過盈配合；③焊前預熱：焊前對組裝的焊縫區域的一定長度范圍，采用環形加熱器對內定心環內孔及焊接部位外圓同時進行預熱，預熱溫度250℃左右，預熱后的焊縫部位從底部至上部的溫度度差不超過60℃；④焊接：焊接采用自動埋弧焊接設備，焊槍在焊縫內左右擺動、均勻焊接，焊槍兩側自帶跟蹤爪，實時調整焊槍距相對焊縫的位置，保證焊縫質量符合要求；⑤焊縫熱處理：采用環形加熱器，對焊縫內外加熱保溫進行退火，消除焊接應力，防止焊后延遲缺陷產生；重復上述步驟①到⑤，先焊接托架軸與接管Ⅰ，再焊接托架軸與接管Ⅱ，然后焊接接管Ⅰ與焊接法蘭Ⅰ，最后焊接接管Ⅱ與焊接法蘭Ⅱ，此時五個零件焊接成一個整體即中間軸。