0 引言

圆锥破碎机是矿山碎矿的主要设备，主轴螺纹磨损后，较难修复，按常规方法是直接在磨损处堆焊，再进行机加工加工出螺纹，这样需取出锥套，该锥套系过盈配合，而且装在主轴上的锥面大，不易取出。宜春钽铌矿曾采用自制人工绞丝装置，在现场进行修复过3根，也采用过焊接修复法修复了一根，都取得了一定的效果。下面介绍堆焊修复的过程。

1998年2月份，该矿Ø2200圆锥主轴在锥套紧固螺纹与装配压套的轴阶处断裂，该轴重2680kg，长3152mm，主要锥面处几乎未磨损。为尽快使圆锥破碎机恢复生产，经过分析比较，决定新车制一个S250×10-2的螺纹头代替磨损堆焊过的螺纹头，重新对该轴焊接修复。

1 可行性分析

钢铁材料的焊接性能主要需考虑焊缝及热影响区是否容易形成裂纹，焊接接头是否容易出现脆性等因素。钢的焊接性能与其成分关系很大，合金元素对焊接性能的影响，也是用焊接碳当量来估算。碳当量 < 0.4%时，焊接冷裂倾向不大，焊接性良好。碳当量在0.4%~0.6%时焊接冷裂倾向较显著，焊接性较差，焊接时需要预热钢材和采取其它工艺措施来防止裂纹。碳当量>0.6%时，焊接冷裂严重，焊接性能很差，只有在严格的工艺措施下和较高的预热温度下才能进行焊接操作。

该轴材质为35SiMn₂MoV，其化学成分见表 1。

该材质的抗拉强度≥630MPa，碳当量按公式计算，约等于0.75。强度高，塑性较低，淬硬倾向强。因此，焊接时应控制好热量输入、冷却、氢含量等关键性问题。

新轴头用相同材料的一根电铲旧轴车制。

2 技术要求

焊接时，螺纹头轴中心线与原轴中心线应保持一致，不允许偏斜，此轴使用时在焊接处同时承受拉应力和脉动循环扭转应力，采用U形坡口较好。在焊接材料的选择上，遵循强度韧性指标不低于母材的最低值的原则，在考虑母材的氢致敏感性的基础上，选用塑韧性较好抗拉强度≥630 MPa的E₁₆-25MoV-15型(507)焊条。焊接时，严格控制好工件的预热和焊条的烘干程序，进行必要的扩散氢处理及后热措施，以减少接头在焊接中的开裂倾向。焊接时，焊工沿轴向运条，沿圆周方向顺序推进，这样，后一道焊缝都对前一道焊缝有一定的退火作用。

3 定位套的加工

为了使螺纹头准确定位，需要加工一定位套，用外力来固定，防止焊接时的偏斜，该轴螺纹大径尺寸，圆锥头对压套的接触面要求较高，两工件对轴中心线的垂直度公差为6~8级，所以定位套(图 1)Ø250、Ø280处其配合公差与形位公差的选择较为重要，经实际测量后，其尺寸公差定为与，两圆柱孔的不同轴度要求在0.1mm以内，该套加工好后，与螺纹头、断轴Ø280处的间隙在0.20mm左右。

4 修复过程

修复过程见图 2。操作步骤如下。

(1) 将主轴立放，用木板等物搭建了一个操作平台，利于焊工操作，并用定位套将螺纹头固定好。

(2) 用氧乙炔焰对将焊接处进行加温预热，至暗红色时开始施焊。

(3) 用Ø3.2mm焊条打底，用Ø4.0mm焊条正式焊接，两台焊机分成两组，每组各两名焊工对称焊接，为了保持道间温度，中间不停顿。

(4) 当焊至直径Ø200mm左右，定位套有碍于焊工运条时，用自制的压力工具将套迅速顶出。

(5) 全部焊好后，用石棉绳将焊处裹住保温，同时用一个600mm×800mm×2mm的铁箍放在轴上的圆锥躯体上，在铁箍内倒入木炭，用氧乙炔焰引燃烧对焊处加温进行退应力处理。

5 安装与使用

该修复轴于1998年8月份开始使用，试车成功，使用数年一直运转平稳，破碎壁无松动，也没发现其他问题。一般情况下，如果强度不够，在几个月之内就会疲劳断裂。所以，实践证明，这根经焊接修复的轴其强度是足够的。而一根新的Ø2200圆锥破碎机主轴价格数万元，且更换过程的难度也非常大，采用这种简便的修复方法，不仅降低了维修的劳动强度，而且取得了一定的经济效益。