工程機械關(guān)鍵零部件—平衡梁堆焊再制造技術(shù)研究.pdf

1、由于當(dāng)前資源、能源日趨緊張、生態(tài)環(huán)境壓力不斷增加，大力發(fā)展工程機械再制造產(chǎn)業(yè)，不僅可以有效降低資源能源消耗、減少廢棄物排放，有利于轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)“開采－冶煉－制造－廢棄”的線性增長模式，發(fā)展成“資源－產(chǎn)品－廢棄物－再生資源”的循環(huán)經(jīng)濟模式，也是貫徹《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》明確指出的“綠色制造”的具體體現(xiàn)。以Caterpillar為首的諸多工程機械公司雖已開展整機再制造業(yè)務(wù)，但核心技術(shù)以下修和換件為主。在徐工

2、集團重大技術(shù)創(chuàng)新項目《工程機械退役產(chǎn)品逆向物流與再制造技術(shù)研究與應(yīng)用》的支持下，本論文研究了堆焊技術(shù)在工程機械關(guān)鍵零部件再制造過程中的應(yīng)用。
　　通過對失效平衡梁進行變形分析、尺寸檢測和微觀表面觀察可以發(fā)現(xiàn)，平衡梁內(nèi)孔失效形式主要為環(huán)狀犁溝和由于材料疏松導(dǎo)致的微孔，當(dāng)平衡梁壁厚比控制在0.85~1.20時，適合采用堆焊技術(shù)進行再制造（壁厚差<3 mm）。
　　為保證再制造產(chǎn)品不低于平衡梁新品，對平衡梁基體材料進行了理化檢驗和

3、性能測試。結(jié)果表明，平衡梁基體的平均硬度為196.36 HV，其顯微組織主要為鐵素體+珠光體組織，其平均拉伸強度為470.46 Mpa。通過截面顯微硬度測定確定平衡梁的疲勞層厚度為0.5~1.5 mm。
　　在此基礎(chǔ)上，采用材料性能模擬軟件輔助進行焊絲設(shè)計，自行研制出YD-607Q型平衡梁內(nèi)孔再制造專用藥芯焊絲。進行堆焊工藝研究以確定最佳堆焊工藝窗口，并對焊后樣板和平衡梁樣件進行理化檢驗和性能測試。結(jié)果表明，再制造層顯微組織主要由

4、白色的鐵素體和黑色的珠光體組成。堆焊金屬與母材呈現(xiàn)出良好的冶金結(jié)合，在結(jié)合線處沒有夾雜、氣孔等缺陷的存在；堆焊試樣的顯微硬度分布于270 HV~290 HV范圍內(nèi)，滿足圖紙要求和性能要求。堆焊熱影響區(qū)硬度保持在180~200 HV之間，未出現(xiàn)明顯波動，焊接熱影響區(qū)/粗晶區(qū)的存在對基體的硬度產(chǎn)生影響較小。平衡梁內(nèi)孔堆焊再制造層金屬在試驗工況下平均失重率為0.229 g/h，同磨損工況下，平衡梁基體的失重率為0.303 g/h，堆焊再制造層