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履带吊驱动机构焊接修复技术

发表时间：2021/5/25 来源：《基层建设》2021年第2期作者：刘金兵张立忠赵晓青杨越刘森

[导读] 摘要：履带吊驱动机构随着工作年限的增加会出现磨损，随着磨损量的增加会导致履带吊无法正常行走。

        海洋石油工程（青岛）有限公司
        摘要：履带吊驱动机构随着工作年限的增加会出现磨损，随着磨损量的增加会导致履带吊无法正常行走。本文以利勃海尔750吨履带吊驱动机构焊接修复为例，对履带吊的驱动机构焊接修复技术进行了描述。
        关键词：履带吊驱动齿焊接修复
        一、绪论
        履带板，是工程机械的底盘件之一，是所使用的工程机械的一种易损件。在履带式行走机械中，履带板是传动系统中的重要组成部分，履带板的磨损是履带式机械使用时最常见的现象，它直接影响到履带式机械的使用性能和工作效率。而履带板的主要缺陷是履带齿的磨损与破裂。
        履带齿磨损后高度降低，工作能力下降，使设备动力损耗与耗油量增加，生产效率降低。履带齿断裂更是严重地影响履带设备的使用。
        驱动齿是驱动履带行走的齿轮，长期使用磨损后会导致驱动齿无法正常驱动履带板行走，通常履带板的磨损何驱动齿的磨损是同步的，修复履带板的同时也需要修复驱动齿。
        本技术所涉及内容为履带式起重机履带板及驱动齿的焊接修复。采用此种焊接修复方案提高了焊缝质量，节约了成本，在履带式起重机驱动机构修复中具有重要参考价值。鉴于待修复位置具体材质不明确，本工艺仅供参考使用。
        二、驱动机构修复前准备工作
        驱动机构的拆解、打磨清理
        驱动齿及履带板从履带吊主体上进行拆除，拆解过程需严格按照履带吊装配图进行逐项拆解，禁止无图纸施工，以防拆坏零部件。拆解过程需要制作专用工装，工装尺寸根据现场尺寸进行测量制作，
        拆解后对需要焊接修复部位进行打磨清理，去除焊接部位的油泥及杂质，打磨清理采用砂轮机带钢丝碗刷先去除表面渣土，后采用砂轮机带砂轮片去除表面铁锈，确保焊接位置表面清洁光亮。
        确定修复尺寸
        通过对原厂新驱动齿及履带板的测量，制作驱动齿及履带板修复样板，焊接修复时根据样板确定焊接修复量，样板材料采用亚克力板。
        制作焊接修复工装
        根据驱动齿内孔尺寸，制作焊接工作，确保焊接过程中焊接部分始终处于平焊位置。焊接工装制作首先测量驱动齿内控直径，根据驱动齿内控直径做作了一个圆筒，圆筒中心位置开口，插入架子管，架子管两端采用支撑，驱动齿可以在工装上360度自有旋转。
        4.焊接修复过程环境影响的控制
        因焊接日期为冬季，环境温度较低，为保证焊接质量，焊接过程对焊接位置进行搭设挡风棚，确保焊接区域不受风吹影响，热处理设备采用远红外陶瓷加热设备，预热及热处理采用同一设备，确保焊接修复过程连续不间断，保证焊接区域应力彻底去除，防止产生焊接裂纹。
        5.焊接前后对比
        选用国产耐磨焊材进行焊接修复后，驱动齿及履带板硬度从260HB提升到380HB，耐磨性也得到了很大提升。
        三、驱动机构修复工艺
        1、焊前准备
        ①焊接前，应打磨清除待修复区域及周围 25mm 范围内的铁锈、油污等影响焊
        接质量的杂质；
        ②修复前，应通过无损检验方法如 MT/PT 等，确认待修复区域是否存在缺陷，
        如存在，应进行彻底清除。确认无缺陷存在后进行后续焊接修复；
        ③使用电加热方式进行最低 250℃预热，焊接层间温度不超过 450℃。整个焊
        接修复过程中，层间温度不得低于 350℃；
        2、焊接修复
        ①焊接材料使用已采购的 HOBART THF-46-G 焊丝，保护气体为 Ar+CO2 混合气，
        混合比例为 80%Ar+20%CO2；
        ②焊接位置为 1G 平焊位置，摆动宽度≤25mm，焊丝干伸长 20-25mm；
        ③整个焊接修复过程应保持连续，不得焊接中断；
        ④根据焊材厂家推荐，焊接修复厚度应＜25mm，焊接层数应＜6层；
        3、焊后处理
        ①焊接完成后应立即进行 450℃保温 3小时的后热处理（电加热+覆盖保温棉），
        后热处理完成后，按 30℃/小时进行缓慢降温至 100℃，随后自然冷却。
        ②后热处理完成后进行 MT/PT 检验，确认无缺陷存在；
        ③最后进行 550℃保温 5 小时的焊后热处理，升温速率 50℃/小时，降温速率
        30℃/小时，100℃以下自然冷却。
        四、技术创新点
        1、克服高强度钢焊口易裂的问题
        由于母材强度高、易裂，本项目通过选用国产优质合金钢焊材，制定合理的预热、热处理等焊接修复工艺，成功克服了高强度钢焊口易裂的问题。
        2、选用国产优质合金钢焊材代替进口焊材，节约了焊材购置成本，同时耐磨性得到保证。
        该工艺目前已应用于利勃海尔750T3#履带吊、抚挖250T6#履带吊。焊接材料使用已采购的国产HOBART THF-46-G焊丝，单价为80元/KG， 750T3#履带吊履带板及驱动齿焊接修复实际使用焊丝60KG，250T6#履带吊驱动齿焊接修复使用焊丝10KG，合计金额0.56万元。而如果使用进口焊材，单价1705元/KG，将耗费金额11.94万元，购置成本将增加11.38万元。使用国产优质合金钢焊材代替进口焊材，在保证耐磨性的基础上，可节约购置成本11.38万元。8台进口大型履带吊、16台抚挖履带吊预计可节约购置成本123万元。
        3、焊接质量得到保证
        修复后的履带板及驱动齿焊缝硬度由原来的280提升至420，焊接质量得到保证。
        4、克服了驱动轮拆解复杂的困难
        5、打破国外履带板焊接修复工艺垄断
        该工艺的推广及应用，打破了国外履带板焊接修复工艺垄断，推动了国外进口大型履带吊履带板焊接材料及焊接工艺的国产化进程。
        五、经济效益及推广应用
        本工艺率先应用于利勃海尔750T3#履带吊、抚挖250T6#履带吊。目前已使用该工艺修复750T3#履带吊履带板30块，驱动齿4个；修复250T6#履带吊驱动齿1个。本项目共计节约成本107.1万元。
                                                            表1 750T3#、250T6#履带吊节资金额

        推广及应用：
        该工艺可推广应用于750吨、400吨履带吊等8台进口设备，以及16台250吨及以下抚挖履带吊。该工艺的推广应用，预计可节约成本815.2万元。详细计算方法如下：
        计划每台进口履带吊修复30块履带板、4个驱动齿，预计750吨履带吊可修复120个履带板、16个驱动齿，400吨履带吊可修复120个履带板、16个驱动齿；计划每台抚挖履带吊修复2个驱动齿，预计16台250吨及以下履带吊可修复32个驱动齿。
        该工艺的推广及应用，打破了国外履带板焊接修复工艺垄断，推动了国外进口大型履带吊履带板焊接材料及焊接工艺的国产化进程。
        六、结论
        为了适应激烈的市场竞争，在保证产品质量的同时，迅速降低维修成本，在对进口配件实现国产化的维修, 以替代各种进口配件的需求, 为企业降本增效，显得尤为重要，本履带吊驱动机构修复技术的创新应用，开辟了国内对进口履带吊驱动机构焊接修复的先河，从工艺制定，到实际实施，再到使用验证，从各个角度保证了修复技术的可靠性，从根本上解决了履带吊驱动机构修复过程中的裂纹问题及强度问题，是履带吊修复技术提升的一个重要里程碑。
        参考文献
        [1]LIEBHERR1750履带式起重机操作使用说明书、零部件手册.
        [2]LIEBHERR1400-2履带式起重机操作使用说明书、零部件手册.
        [3]履带吊安全操作规程