[发明专利]一种火车车轮模座焊接装置及修复工艺

权利要求书

1.一种火车车轮模座修复工艺，采用火车车轮模座焊接装置进行，所述火车车轮模座焊接装置包括焊枪（6）、模座旋转支座（1）、环形加热装置（2）、旋转设备（3）和模座支撑座（4）；所述环形加热装置（2）通过加热器支座（7）安装固定在模座旋转支座（1）的上方；所述旋转设备（3）固定设置在模座旋转支座（1）顶部的中心位置处，其顶部设置有模座支撑座（4），该模座支撑座（4）位于环形加热装置（2）中心位置下方；所述焊枪（6）设置在环形加热装置（2）位置处，其特征是，包括如下步骤：

步骤一、焊前准备：

1.1）、焊接设备准备；焊接设备共两种，一是数字化脉冲气体保护焊机，直流正接，配套焊接材料选用药芯焊丝，保护气体选用纯度≥99.8%的二氧化碳；二是数字化控制逆变式手工直流焊机，配套焊条选用E5015焊条，烘焙后恒温，随用随取；

1.2）、确定模座需焊接位置区域并对该区域进行去油污、水分和氧化层处理，先用氧乙炔火焰去除油污和水分，再用砂布或磨硝砂轮机打磨除锈；

1.3）、将1.2）中处理过模座放置到模座支撑座上，将数字化脉冲气体保护焊机的焊枪作为固定焊枪在模座需焊接位置区域固定；

1.4）、根据1.1）中确定的焊接设备及配套焊接材料确定模座焊接的工艺参数；

1.5）、准备焊接所需的辅助设施；

步骤二、预热及焊接；

2.1）、利用环形加热装置从模座外侧将模座预热至150~200℃；

2.2）、因模座的需焊接位置区域为环形角焊缝，采用逐步向上焊接方式，启动旋转设备并调节其运转方向和速度，使得其上放置的模座的运转速度与预设的焊接速度相匹配，然后由固定焊枪进行模座需焊接位置区域底部打底层顺时针焊接，施焊时焊枪的角度要满足模座磨损面底部及侧面的熔合，采用斜三角形运条法短弧或15~22mm的中等弧长，焊缝的宽度为8~10mm，打底层焊缝结束头尾连接后，关闭旋转设备，进行清理并检查焊缝有无焊接缺陷，若存在裂纹、气孔等焊接缺陷，采用等离子气刨切割机进行清根后进行补焊，焊接补焊采用手工焊条电弧焊，通过数字化控制逆变式手工直流焊机使用E5015焊条进行补焊，补焊时保持层间温度，补焊后再次检查焊缝，确保无焊接缺陷；

2.3）、再次利用旋转设备进行二层以及以上堆焊层的焊接，通过固定焊枪作反月牙形运条法短弧或15~22mm中等弧长进行每一堆焊层的施焊，确保各堆焊层保持在8~10mm宽度，进行角焊缝堆焊时，确保堆焊层与模座的磨损面熔合好，焊接过程中，每一堆焊层在头尾连接后均需进行焊缝缺陷检查，若存在裂纹、气孔等焊接缺陷，采用等离子气刨切割机进行清根后进行补焊，焊接补焊采用手工焊条电弧焊，通过数字化控制逆变式手工直流焊机使用E5015焊条进行补焊，补焊时保持层间温度，补焊后再次检查焊缝，确保无焊接缺陷；

2.4）、进行顶端盖面层焊接，利用旋转设备通过固定焊枪施焊，焊缝宽度为15~20mm，焊缝需覆盖堆焊层与模座本体，然后进行全方位的焊接检验，直接观察或用3-4倍的放大镜查找合格后，确认无任何焊接缺陷后，拆除固定焊枪；

步骤三、焊后处理；

3.1）、再次启动环形加热装置继续对整体模座进行升温至350~450℃后，用保温棉包扎并覆盖模座后冷却至室温；

3.2）、将焊接完成的整体模座通过机床进行机械加工，使其达到装配尺寸。

2.根据权利要求1所述的一种火车车轮模座修复工艺，其特征是，所述数字化脉冲气体保护焊机配套用药芯焊丝的直径为1.2mm，打底层焊接时，焊接电流为260~280A，电弧电压为26~28V，熔敷速度为90g/min，堆焊层及盖面层焊接时，焊接电流为280~320A，电弧电压为28~32V，熔敷速度为90~140g/min；数字化控制逆变式手工直流焊机配套焊条选用的E5015焊条直径为3.2mm和4.0mm，使用前350~400℃烘焙2h后恒温，随取随用，在打底层补焊时，采用直径3.2mm的E5015焊条，焊接电流为120~180A，电弧电压为23±1V，焊接速度为15±1cm/min，堆焊层及盖面层补焊时，采用直径4.0mm的E5015焊条，焊接电流为180~220A，电弧电压为26±1V，焊接速度为17±1cm/min。