摘要：针对减速机悬挂大齿轮原铸造结构的固有缺陷，采用以焊代铸技术，并通过合理的焊接工艺及热处理工艺计，攻克了外齿圈40CrNiIMoA与辐板16Mn之间焊接易出现热裂纹的技术难关，保证了悬挂大齿轮的焊接质量。
关键词：以焊代铸;齿轮：焊接性;热处理
1引言
托陶的二次减速机悬挂大齿轮重约161，原设计为整体铸钢件，因在应用过程中出现过齿根断裂的重大事故，经过认真分析，铸件自身的缺陷是其根本原因。现应用以焊代铸技术，把大齿轮设计为铆焊结构，以克服铸件的不足。虽然外齿圈采用40CNiMoA材质后，机械性能非常好，但焊接性却十分差，所以外齿圈40CNiMoA与辐板16Mn的焊接就成为了制作中的难点。
通过计算，外齿圈40CrNiMoA的碳当量为0.68%~0.91%，而辐板16Mn的碳当量为0.19%-0.30%。由此可见，两者的碳当量差距很大，且外齿圈40GNiMoA的碳当量非常高，这就意味着其焊接性很差。在焊接前，为了确保该焊缝的可靠性和焊接工艺的可行性，先进行了焊接工艺评定。通过对实验数据的分析，制定了一整套较为合理的焊接工艺及热处理方案，攻克了外齿图40CrNiMoA与辐板16Mn两种材料焊接过程中容易出现焊接热裂纹的技术难关，取得了较好效果。
2大齿圈结构分析
如图1所示，大齿圈最大外闖直径为φ2865mm.高度1400mm，总重约161，其中外齿圈40CrNiMoA厚度150mm，辐板16Mn厚度为65mm.两者相接处为倾角16，深62mm的单面U型坡口，焊接量非常大。
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3外齿圈与辐板的焊接工艺
(1)坡口表面的处理。焊接前进行严格的表面处理，保证坡口表面不存有油污、锈迹、氧化皮等污物。
(2)焊前对坡口部位进行预热处理，采用"履带式加热器"的方式，将齿图40CrNiMoA外圆包住，焊接过程始终保持加热;采用火焰烘烤的方式，对外齿圈40CNiMoA与辐板16Mn的接缝处进行加热，保证预热温度保持在430℃-470℃，同时层间温度控制在400℃-450℃，并用激光测温枪監控。
(3)合理的焊接顺序和施焊方向及人员配置。顺序为一侧两人对称焊接，先焊13，翻身;另一侧两人对称焊接，先焊12，翻身：一侧两人同时焊接，再焊23翻身;另一侧两人同时焊接，焊满;翻身，一侧两人同时焊接，焊满，完成。(4)焊接工艺要点：底层使用较小的焊接电流，适当提高焊接速度，小电流收弧，防止出现弧坑裂纹及缩孔;采用多层焊，每层焊道尽量薄，保证熔合质量;当焊道超过20mm宽时，采用多层多道焊，每一层都要彻底清渣。整个焊接过程始终保持加热，未焊部位做好保温措施，使层间温度维持在450℃左右。
(5)焊后热处理：焊缝完成后立即送退火炉进行去应力退火，将工件加热到550℃+20℃，保温4h，升降温度速度小于50℃h，然后缓冷至室温。
(6)焊缝检验：焊缝和热影响区表面不得有裂纹、气孔、弧坑和夹渣等缺陷，焊缝咬边深度50.5mm，咬边连续长度<100mm，焊缝两侧咬边总长度不得超过该焊缝长度的10%，焊缝两侧的飞溅必须清除干净，按照工艺要求进行环焊缝100%超声波探伤，符合GB11345-89相关规定中1级规定要求。
轮箍与辐板的焊接参照上述工艺执行;焊完环缝后焊接管子焊缝，按常规工艺执行。
4、结语
通过以上焊接工艺过程的实施和控制，保证了悬挂大齿轮的焊接质量，攻克了外齿圈40CrNiMoA与辐板16Mn两种材料焊接过程中容易出现焊接热裂纹的技术难关，取得了较好效果。
