堆焊修复焊丝生产中硬弯的成因分析及对策

时间：2019-05-04

堆焊修复焊丝生产中硬弯的成因分析及对策

我厂气保堆焊修复焊丝生产所用的拉丝机(XZ-7350、XZ-7/450、XZ-11/350)出模口至卷篱切点距离均为400mm左右,这段长度上张紧的高硬度堆焊焊丝共振频率处于低频率较易受机台齿轮转动、卷筒振摆等环境振动源影响面失稳产生共振。一且共振形成钢丝马上会成为一种特殊的波动形式—驻波。剧烈振荡能量随耐磨堆焊焊丝传导到成品拉丝模出模口,由于成品模固定在拉丝模盒内与模盒形成一个整体,与出模口到卷筒之间这段堆焊修复焊丝有很大的频率差值。高硬度堆焊焊丝剧烈共振时的动能克服堆焊修复焊丝变形极限在出模口处产生塑性弯曲变形,即产生耐磨堆焊焊丝硬弯。
由于钢丝振动为横波,波速V=G/p,频率∫=VA,角频率a=2f,振帽A=0,0008m,波长A=0.03552m, 钢的剪切模量G=8.03x10°Nm2, 代入波的能量密度公式:
E=1/2aA2a2=2x2A2G2=2x3.142x0.000832x8.03×I0°10.03552=8.04xION/m=804 MPa.
用波的能量密度公式来计算,客观准确地描述了堆焊修复焊丝拉拔中从出模口到卷筒间这段处于振动的堆焊修复焊丝所具有的能量状态。计算出的结果804MPa是这段耐磨堆焊焊丝在垂直轴线方向上振动时的较大能量强度,而高硬度堆焊焊丝自身抗弯强度仅为30MPa,因此,堆焊药芯焊丝在较大值为804MPa的振动强度的作用下就产生塑性变形面弯曲。
共振形成并维持后,所产生的硬弯丝的每个弯曲点是等距离的:未形成共振而产生硬弯丝的弯曲点之间的距离是由大到小,再到大。由于气保焊机焊嘴孔的长度大于硬弯丝相邻弯曲点的长度,所以通过焊嘴的耐磨堆焊焊丝的实际径向尺寸大于该规格高硬度堆焊焊丝的公称直径,增大了堆焊修复焊丝在焊嘴内的摩擦阻力,因此而引起送丝不畅的故障。
找到了硬弯丝的产生原因,我们根据“少投资,见效快,简单可靠,好操作”的原则,设计并制作了简单的抑振装置,安装在拉丝机成品模出口与卷筒之间用以改变其共振频率。使用后,耐磨堆焊焊丝硬弯顿时消失,产品一次合格率大为提高。
经过反复的试验，张家港鑫州得出以下结论：
(1)堆焊修复焊丝生产过程中产生硬弯是耐磨堆焊焊丝拉拔时在出模后到卷筒切点间堆焊药芯焊丝失稳后共振作用所致,这种共振可使堆焊修复焊丝等间距弯曲;
(2)过线轮运转不灵活轮槽中**硬点也会对高硬度堆焊焊丝质量带来不利影响;

(3)我们设计的抑振装置可以改变其共振频率,抑制共振,从而消除堆焊修复焊丝硬夸现象。

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