专利名称：一种铸钢定子压圈焊补工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及铸钢定子压圈查找缺陷和经济有效的焊补工艺。
背景技术：
国外大功率铁路动车和机车使用的单机容量在500kW以上的大功率牵引电机的机座，一般采用两侧铸钢压圈加中间钢板的焊接结构，定子冲片叠压后，被围焊在机座内而形成铁芯，称之谓定子机座。定子压圈是此型牵引电机的重要部件，其必需与齿轮箱连接输出扭矩，也必须通过转向架上的悬挂螺栓承受自重及机车运行中产生的各种动载荷。由于定子压圈铸钢件不可能根治铸造缺陷，产品上的一些铸造缺陷必须用焊补方法来解决。目前铸钢定子压圈及定子机座查找缺陷并进行焊补的主要工序是①在铸钢定子压圈粗加工面上用普通直探头探查缺陷，并在缺陷位置做记号，②根据缺陷位置和深度，挖除、清根缺陷，③焊补，④焊补后在炉子里退火，清理工件在炉子里的氧化皮，⑤把铸钢定子压圈按照其零件图加工到尺寸；⑥铸钢定子压圈组焊成定子机座，⑦-粗加工定子机座，⑧定子机座磁粉探伤，⑨发现缺陷，再焊补，⑩重新上加工中心加工到尺寸(当前所剩的加工余量小，造成部分机座焊补后精加工形位和尺寸超差，导致机座报废)然后再进行焊接缺陷检查重复上述步揍直至达到焊接标准为止。根据该产品的重要使用要求，按照有关焊接标准，需要在保证一定预热温度的前提下才能施焊。如果缺陷不能一次尽可能地探出，补焊也需要重复所有的焊接工序和检验工序。由于在铸钢定子压圈粗加工面上用普通直探头探查缺陷，普通直探头在探查中对近表面盲区很大，也就是不能发现探查面10_内的浅表缺陷，10_以下的缺陷的发现概率、定位和定性的可靠性差，有的缺陷在定子机座加工工序才发现，不仅浪费了大量的修补时间和加工中心工时，有时甚至报废整个定子机座。年产1000台这种带铸钢机座压圈的牵引电机生产厂家，每年因铸钢机座压圈在机加工时产生的缺陷损失数百万元。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铸钢定子压圈查找缺陷和经济有效的铸钢定子压圈焊补工艺。为实现上述目的，本发明采用的技术方案是一种铸钢定子压圈焊补工艺，依次包括①铸钢定子压圈粗加工面上探查缺陷并在缺陷位置做记号；②根据缺陷位置和深度，挖除、清根缺陷打出焊补坡口 ；③焊补把铸钢定子压圈按照其零件图加工到尺寸；⑤铸钢定子压圈组焊成定子机座；⑥机械加工定子机座到最终尺寸，其创新在于所述铸钢定子压圈粗加工面上探查缺陷首先使用4MHz相控阵斜探头查找缺陷并在缺陷位置做记号，然后再用5MHz，近场区2_的相控阵直探头在做缺陷位置附近扫描，精确定位缺陷深度，区分裂纹和其他类缺陷。所述焊补后立即用非金属粉末状隔热材料覆盖，然后用一工装罩子立即罩住刚刚焊补过的工件；使焊补位置在完全冷却后硬度不超过母材硬度的I. 2倍。、
所述非金属粉末状隔热材料为锯末粉或煤炭粉。所述工装罩子包括罩壳和把手，所述罩壳包括连为一体的顶板和筒状侧板，把手装连在罩壳的顶板上，所述顶板上设有通孔。所述工装罩子的顶板上设有六个通孔。采用本发明的铸钢定子压圈焊补工艺，由于利用了 4MHz相控阵斜探头近表面盲区只有3_以及扫查范围大，扫查效率高，能保证铸钢定子压圈表层4_以下的缺陷绝大部分能被发现的特点，做超声波第一次扫描后，在缺陷位置做记号；然后用5MHz，近场区2_相控阵直探头在做缺陷位置附近扫描 ，精确定位缺陷深度，区分裂纹和其他类缺陷。这样区分了铸钢定子压圈表层粗加工面4_以下的缺陷和表层的缺陷，精加工余量4_内的缺陷不处理，可以直接通过精加工去除掉。粗加工面4mm以下的缺陷经过5MHz，近场区2mm的相控阵直探头精确定位和定性，只需要焊修粗加工面4mm以下的不可接受的缺陷(如裂纹)。焊补后立即用非金属粉末状隔热材料覆盖，然后立即用一工装罩子罩住刚刚焊补过的铸钢定子压圈工件，减小热量的散失及增加焊后保温时间，此过程即相当于退火过程，使焊补位置包括热影响区在完全冷却后硬度不超过母材硬度的I. 2倍，这个过程相当于局部退火，降低焊点及热影响区的硬度；本发明的铸钢定子压圈焊补工艺具有发现缺陷及定位、定性的准确性高，省掉了传统的磁粉探伤工序，避免了多次重复探伤节约了探伤时间和成本；焊补工作量小和工艺路线短，修补的成本低的优点。极大地减少了机座的报废，加工中心的工时利用率高。
图I是本发明中工装罩子罩住铸钢定子压圈的结构示意 图2是图I的右视图。
具体实施例方式以下结合具体的实施例对本发明的铸钢定子压圈焊补工艺作进一步详细说明。一种高速重载货运电力机车牵引电机材质为G20Mn5的铸钢定子压圈焊补工艺，其详细步骤如下
①在铸钢定子压圈粗加工面上，首先使用4MHz相控阵斜探头查找缺陷并在缺陷位置做记号，然后再用5MHz，近场区2_的相控阵直探头在做缺陷位置附近扫描，精确定位缺陷深度，区分裂纹和其他类。探查缺陷后在缺陷位置做记号；发现裂纹、未熔合、夹渣、气孔等影响质量的缺陷，在铸件上直接使用油笔标示。用红色笔标记出缺陷的范围，用蓝色笔对这些缺陷进行编号为1/4 (表示第I个缺陷/共有4个缺陷)、2/4 (表示第2个缺陷/共有4个缺陷)、3/4、4/4，这样可以缩短工人查找缺陷的时间，避免预热后漏掉某些缺陷；焊工需要一个合作者来帮助吊运、摆正工件以节省时间，避免焊补过程中温度达不到要求，必要时，应由两名焊工同时来完成焊接；以便更好的保证补焊是在140°C _350°C的条件下完成的。②根据缺陷位置和深度，挖除、清根缺陷打出焊补坡口 ；去除缺陷方法使用碳弧气刨，或者使用手持式砂轮机打磨，(若使用砂轮机打磨，须将坡口处的砂粒吹除干净)坡口形状应根据铸件截面厚度、坡口部位及焊工操作条件等确定，一般为非贯通坡口的型式，或为贯通单面坡口的型式，此种型式在焊补时，需要在贯通单面坡口的小口端设置垫板，垫板在焊后除去。如能两面施焊时，一面焊后，应清根，再焊另一面，如果是较厚断面也可以采用贯通双面坡口的型式，开双面坡口，一面焊后，应清根，再焊另一面。以上所有坡口表面均应露出母材金属本色，坡口底部与侧壁过渡要圆滑，坡口周围20mm范围内应清除砂、油污、水、锈和其它杂物。③焊补；焊前将待焊补的工件预热温度200°C，_350°C须严格控制温度，整个焊补过程中铸钢件的温度不能低于140°C。施焊
权利要求
1.一种铸钢定子压圈焊补工艺，依次包括①铸钢定子压圈粗加工面上探查缺陷并在缺陷位置做记号根据缺陷位置和深度，挖除、清根缺陷打出焊补坡口 ；③焊补；④把铸钢定子压圈按照其零件图加工到尺寸；⑤铸钢定子压圈组焊成定子机座机械加工定子机座到最终尺寸，其特征在于所述铸钢定子压圈粗加工面上探查缺陷首先使用4MHz相控阵斜探头查找缺陷并在缺陷位置做记号，然后再用5MHz，近场区2_的相控阵直探头在做缺陷位置附近扫描，精确定位缺陷深度，区分裂纹和其他类缺陷。
2.根据权利要求I所述的铸钢定子压圈焊补工艺，其特征在于所述焊补后立即用非金属粉末状隔热材料覆盖，然后用一工装罩子立即罩住刚刚焊补过的工件；使焊补位置在完全冷却后硬度不超过母材硬度的I. 2倍。
3.根据权利要求I所述的铸钢定子压圈焊补工艺，其特征在于所述非金属粉末状隔 热材料为锯末粉或煤炭粉。
4.根据权利要求I所述的铸钢定子压圈焊补工艺，其特征在于所述工装罩子包括罩壳(I)和把手(2)，所述罩壳(I)包括连为一体的顶板(1-1)和筒状侧板(1-2)，把手(2)装连在罩壳(I)的顶板(1-1)上，所述顶板(1-1)上设有通孔(1-3 )。
5.根据权利要求4所述的铸钢定子压圈焊补工艺，其特征在于所述工装罩子的顶板(1-1)上设有六个通孔(1-3)。
全文摘要
本发明涉及铸钢定子压圈查找缺陷和经济有效的焊补工艺，依次包括①铸钢定子压圈粗加工面上探查缺陷并在缺陷位置做记号；②根据缺陷位置和深度，挖除、清根缺陷；③焊补；④把铸钢定子压圈按照其零件图加工到尺寸；⑤铸钢定子压圈组焊成定子机座；⑥机械加工定子机座到最终尺寸，所述铸钢定子压圈粗加工面上探查缺陷首先使用4MHz相控阵斜探头查找缺陷并在缺陷位置做记号，然后再用5MHz，近场区2mm的相控阵直探头在做缺陷位置附近扫描，精确定位缺陷深度，区分裂纹和其他类缺陷，本发明的铸钢定子压圈焊补工艺具有发现缺陷及定位、定性的准确性高，焊补工作量小和工艺路线短，修补的成本低的优点。
文档编号B23K31/02GK102642121SQ201210136398
公开日2012年8月22日 申请日期2012年5月5日 优先权日2012年5月5日
发明者黄松涛 申请人:江苏常牵庞巴迪牵引系统有限公司