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本文作者:王偉軍1潘潔萍1蔣成剛2戴建樹1葉克力1龍昌茂1黃婷1作者單位:1廣西機電職業技術學院2桂林桂冠焊接材料有限公司
1再制造技術
(1)無損檢測技術。采用超聲波檢測等手段對制糖機械的廢舊產品內部缺陷進行檢測,以確定缺陷部位和性質,以此制定再制造方案。(2)焊接技術。根據制糖機械廢舊產品損壞的具體情況,采用不同的焊接方法,如焊條電弧焊、CO2氣體保護焊、釬焊等及相應的焊接材料和工藝等對其進行修復。(3)電弧噴涂技術。用于恢復舊件的幾何尺寸和提高工件表面耐磨性、耐蝕性等。(4)電刷鍍技術。用于失效零部件表面的再制造和強化。(5)振動時效技術。利用振動時效儀器找出再制造產品的共振頻率,然后在產品的共振頻率部位施加激振力,并使其振動,起到消除應力的作用,從而防止再制造產品在使用過程中因應力而產生裂紋。在上述再制造技術中,焊接技術(設備、材料和工藝)在制糖機械廢舊產品的再制造中起到關鍵作用。絕大部分制糖機械廢舊產品是通過焊接手段使其成為再制造產品,其焊接質量會直接影響再制造產品的質量和使用壽命。
2制糖機械廢舊產品及其適用的焊接技術
(1)制糖機械廢舊產品分類。通常把已失去使用功能或使用價值的機械或零部件等稱作廢舊產品。據統計,在經過一個榨糖周期(5~6個月)的使用后,制糖機械中約有60%以上的零部件變成了廢舊產品,這樣在制糖產業中就形成了一個巨大的再制造工程。在制糖機械的廢舊產品中常見的有19種(見表1),其中最典型的有榨輥軸頸表面磨損、撕解機刀磨損和榨輥軸頸裂紋、泵殼內壁腐蝕等,如圖1~圖4所示。根據廢舊產品產生的原因可將其分為兩大類:一類是因磨損、拉傷、腐蝕等原因導致零部件的幾何尺寸發生變化,或耐磨層和耐蝕層失去功能的表面磨損型廢舊產品;另一類是在使用過程中因殘余應力和工作疲勞等原因,零部件產生裂紋、甚至斷裂的裂紋型廢舊產品。從數量上講,在制糖機械廢舊產品中,前者占絕大多數。在廢舊產品中,除個別的斷裂廢舊產品不能再制造外,其他廢舊產品都可變成再制造產品。(2)制糖機械廢舊產品適用的焊接技術。制糖機械的廢舊產品經過再制造后,成為有使用功能或使用價值的再制造產品。由表1可知,制糖機械常見的廢舊產品的再制造絕大部分都是采用焊接技術完成的。
3焊接技術在制糖機械再制造中應用實例
(1)CO2氣保堆焊榨輥軸頸磨損面[3]。榨輥軸頸(含R位)磨損面(見圖1、圖3)CO2氣保焊的操作工藝流程如下:粗車除去表面層→打磨拋光表面→清除表面油污→CO2堆焊表面層→振動時效消除R位焊接應力→車床加工表面。采用小的焊接線能量(見表2),并輔助其他工藝措施的CO2氣體保護焊方法大大提高了其使用壽命。軸頸焊補經檢驗合格的23件壓榨機輥軸使用結果表明,其有效工作時間超過18個月后,在軸頸R位尚未發現裂紋,較以往再制造的軸頸使用3~5個月就在R位產生裂紋相比,使用壽命提高了3.6~6.0倍。堆焊層厚度是根據榨輥軸頸表面磨損的嚴重程度來決定的。如果其磨損量小,也可采用電弧噴涂技術修復榨輥軸頸表面。(2)焊條電弧焊修復榨輥軸頸R位裂紋。榨輥軸頸R位裂紋(見圖3)采用焊條電弧焊修復的操作工藝流程如下:超聲波檢測確定裂紋的位置和深度→車床加工去除裂紋并加工坡口→采用J506焊條焊補→振動時效消除焊接應力→超聲波檢測焊接質量→車床加工。焊條電弧焊焊接工藝參數如表3所示。(3)堆焊甘蔗壓榨機撕解機刀。蔗糖生產的第一道工序由裝在甘蔗壓榨機撕解機輥軸上的撕解機刀(見圖2)來完成,而全廣西每個榨季需要制造或再制造75~90萬片撕解機刀,過去都是采用耐磨堆焊焊條完成。由于無專用焊條和規范的焊接工藝,其堆焊質量難以保證,撕解機刀使用壽命達不到一個榨季。為此研制了GYSD608焊條[4]并制定相應的焊接工藝[5]。焊條堆焊金屬硬度和耐磨性能試驗結果(見表4)及使用考核結果(見表5)表明,新研制的GYSD608焊條綜合性能較原選用的YM502焊條和UTP63焊條好,表明其焊接工藝合理。目前已在制糖機械廢舊產品的再制造中推廣應用。
發展廣西制糖機械再制造需解決的主要問題
(1)加快焊接新技術、新材料、新工藝的研發和應用,并對現用各項技術、材料和工藝制定相應的標準和規程,以促使材料和工藝選用的規范化、再制造產品質量的最優化、企業效益的最大化。(2)加強人才的培養和培訓,使之成為再制造的骨干力量。既要擁有一批會謀劃、善經營、懂管理的再制造管理人才,還要有一批具有專業理論知識和實際操作能力的技術人員和工人。(3)充分利用國家對再制造發展的各項政策,大力宣傳再制造重要意義,加大政策傾斜力度和資金扶持,促使再制造產業的發展,使之成為廣西制糖企業新的經濟增長點。