一、产品现状
1、太钢WRAP300400项目开卷机线扇形板,图号:D00011366,材料:35CrMo+QT。
2、产品上机使用6个月后出现了端部断裂,如图:

二、原因分析
1、上卷时撞击
考虑到上卷之前要对钢卷进行对中,有可能在上卷之前还未完全对中就上卷,造成钢带与扇形板碰撞造成扇形板断裂。
2、过程误操作
我们现场了解了下上卷的过程,就是钢卷先就位,然后卷筒胀紧。在这个过程中,存在着操作工失误的可能,即钢卷刚进入卷筒的头部即进行卷筒胀紧,由于扇形板头部设计上是悬空的状态,当该部位承受很大的力,头部的扇形板下面又没有支撑,就会造成薄弱的扇形板断裂。从断裂形式上分析,这种可能性也是比较大的,见下图。断裂是从圆角处即应力集中处开始的,扇形板外侧面全部断裂,内侧面未断,该现象表明有外侧受力的可能,另外扇形板上螺栓连接的盖板也出现了断裂,在没有外力影响的情况下该盖板是不会断的,这也表明了扇形板曾经承受过外力的可能。
3、材料缺陷
材料存在缺陷,使用过程中在外力的作用下产生开裂,并最终延伸至断裂。
三、解决方案
1、回公司进行探伤,对断裂扇形板的所有部位进行探伤以寻找出所以缺陷。
2、制定修复方案:为保证修复不断裂端与本体不发生错位并减少焊接变形,故采取分段刨坡口焊接的方法实施;为保证焊接强度本修复采取全熔透的焊接接头型式。
3、工件火焰加热至250℃碳弧气刨坡口,并砂轮打磨露出金属光泽。
4、工件预热至300℃×4h,并保证层间温度250-350℃。
5、焊接:采取正面焊接反面清根的方法达到全熔透焊缝。
5.1采用RD-YJ607(Q)、Ф1.2专用药芯焊丝,80%Ar+20%CO2气体保护焊;
5.2焊接规范参数
焊材规格(mm) | 电流种类及极性 | 焊接电流(A) | 电弧电压(V) | 焊接速度(cm/min) | 焊丝伸出长 (mm) | 气体流量 (L/min) |
Φ1.2 | 直流反接 | 240-280 | 26-28 | 45-50 | 15-18 | 15-20 |
5.3每焊完一层必须层层清渣认真检查,发现焊接缺陷应立即打磨补焊后方能进行后道焊接;
5.4采用对称法施焊,保证焊接收缩量尽可能相互抵消;
5.5焊接过程中非焊接部位用石棉包裹,同时要采取防风措施,禁止吹风扇和有过堂风时焊接。
6、焊后热处理
焊后立即火焰对焊缝局部加热300℃×0.5h,石棉遮盖缓冷至室温。
7、检测
7.1无损检测:焊后UT、MT检测均无裂纹等缺陷;
7.2焊接变形检测:控制在0-1mm之内。
(来源:诗爱忆焊接技术研究所)