传动齿轮是矿山机械设备的核心部件，大模数（模数6~20mm）齿轮在矿山机械设备中广泛使用。本文对矿山机械中大型齿轮堆焊修复过程加以研究。

　　堆焊修复法是在己损坏轮齿表面用堆焊的方法熔敷一层特殊的合金层，并进行加工处理恢复其使用性能的齿轮修复方法。主要适用于齿轮少数轮齿的崩坏、齿面磨损及齿面严重剥落等情况下的齿轮修复。堆焊时必须结合损坏齿轮的实际状况，制造相应的齿形样板，选择合适的焊条和堆焊工艺，制定合理的技术方案，才能获得满意的修复效果。

　　1技术资料的收集与准备了解设备基本情况修复前应了解所用设备的生产国家、出厂日期和生产厂家，以获得准确的齿轮参数，如压力角、齿顶高系数、顶隙系数等。

　　测定公法线长度，确定齿轮模数和变位系数若技术资料齐全，查阅技术资料就可以确定齿轮模数和变位系数。

　　若没有或缺少技术资料，则需通过测定公法线长度，来确定齿轮模数和变位系数。

　　齿形样板的关键部位为齿形和测量基准（被测齿轮的齿顶圆），其两脚尺寸应保证测量时不与被测齿轮发生干涉（见）。

　　根据上述测绘出的参数，利用CAXA软件，输入模数、齿数、压力角、变位系数等参数可生成被测齿轮图形。在此基础上设计出齿形样板如所示。

　　通过线切割功能，设置切割参数（如切入切出点、轮廓精度等）、补偿量等后，生成如所示轨迹，最后通过后处理转换成3B代码，生成程序，输入到线切割机床（慢走丝），可制造出齿形样板。

　　齿形样板线切割示意。测量定位基准若无线切割机等加工设备，亦可现场直接测量出齿轮的周长、齿数、齿宽等数据，采用拓印法将轮齿形状拓印下来，采用钳工加工制造出齿形样板。

　　齿形样板用T8或65Mn制造，全部周边锐棱倒钝，表面发兰。其齿形公差应不低于GB10095规定的5级精度，齿形表面及测量基准的表面粗糙度为R0.8，热处理后其硬度为HRC56~62.堆焊焊条应与母材材质相匹配或略高于母材，因此，为便于选择焊条必须了解修复齿轮的材料。

　　若技术资料齐全，查阅技术资料就可知道齿轮的材料。

　　若没有或缺少技术资料，则考虑矿山机械承受重载和冲击载荷作用，工业发达国家矿山机械齿轮选用钢材的经验，大型矿山机械的齿轮一般选用以Ni-Cr和Ni-Cr-Mo为主（含Ni量2%~4%）的低碳合金渗碳钢（如20CrMnTi）。低碳合金渗碳钢淬责任编辑：马宝玲：2011-11-30版权声明：本刊已许可中国学术期刊（光盘版>电子杂志社在中国知网及其系列数据库产品中以数字化方式复制、汇编、发行、信息网络传播本刊全文。该社著作权使用费与本刊稿酬一并支付。作者向本刊提交文章发表的行为即视为同意我社上述声明。

　　煤矿机械杂志社2011年7月12日透性较高，经渗碳淬火后具有硬而耐磨的表面与坚韧的心部，具有较高的低温冲击韧性，焊接性中等，正火后切削性良好。

　　2大型齿轮堆焊修复焊接工艺渗碳钢，为了防止合金元素的流失，保障焊层的力学性能，堆焊时选择与母材材质相匹配的Ni、Cr、Mo合金焊条，如857Cr低氢钠型药皮的低合金高强钢焊条。采用含Ni、Cr、Mo元素的合金焊条，能使焊层具有良好的耐腐蚀磨损、高温磨损、黏着磨损和磨料磨损的性能，从而提高修复后的齿轮抗点蚀、磨损等失效的能力。尤其是Cr还可提高奥氏体的稳定性，提高堆焊层的抗裂性能。

　　焊条直径是保证焊接质量和效率的重要因素，一般随焊件厚度增大而增大。堆焊大模数（模数6~20mm）齿轮，常用直径为4mm的焊条。

　　采用交流电源焊接时，由于电流和电压方向的改变，致使电弧稳定性差。用直流电源焊接时电弧稳定、柔顺、飞溅少，在焊接电流较低的情况下，直流电弧对熔化的焊缝金属有很好的润湿作用。对稳弧性较差低氢型焊条，通常采用直流电源反接（反接的电弧比正接稳定）。

　　焊接电流过小会使电弧不稳，造成未焊透、夹渣以及成形不良等缺陷；焊接电流过大易产生咬边、焊穿，增大变形和金属飞溅量，也会使焊接层组织因过热而发生变化。直径为4mm的焊条选择160~210A的焊接电流为宜。

　　后放在100~150丈保温箱内，随用随取。

　　堆焊修复工艺可使焊层与基体之间形成冶金结合，结合强度相当高，可达400~500MPa，完全能满足轮齿工作需要。

　　当齿轮个别齿发生断齿、崩牙等严重损坏时，可以用电弧堆焊法进行局部堆焊。为防止齿轮过热、避免热影响，可把齿轮浸入水中，只将被焊齿露于水面，邻近的齿用石棉布遮盖。

　　当齿轮少数齿面磨损严重时，可采用齿面多层堆焊。施焊时，从齿根逐步焊到齿顶，每层重叠量为2/5~1/2，焊一层经稍冷后再焊下一层。如果有几个齿面需堆焊，应间隔进行。

　　将齿轮重新加热到600~650丈，保温1h，冷却至400丈时，在空气中冷却到室温，以消除残余应力，从而减少裂纹等工艺缺陷的产生，提高轮齿的强度。

　　3轮齿加工对于堆焊后的齿轮，要经过加工处理后才能使用。最常用的方法有：磨合法按应有的齿形进行堆焊，随时用齿形样板检验堆焊层厚度，基本上不堆焊出（或留很少）加工余量，然后通过手工修锉打磨，除去大的凸出点，最后在运转中依靠磨合磨出光洁表面。这种方法工艺简单、维修成本低，但对配对齿轮磨损较大，适用于转速很低的开式齿轮修复。

　　切削加工法在堆焊时留有一定的加工余量，然后在机床上进行切削加工。此方法能获得较高的齿轮精度，生产效率高。

　　4检查修整经过加工后的齿轮应进行质量验收，质量验收包括齿形几何尺寸测量、表面硬度测量、转动啮合测试。以上各项均达到技术标准要求，方可使用。

　　5结语传动齿轮是矿山机械设备的核心部件，齿轮失效直接影响着矿山机械设备效能的发挥。用堆焊方法修复大模数、大尺寸齿轮，解决了大型齿轮等工件由于微小的局部缺陷而造成的报废，既经济又可靠，大大降低了修复成本，具有实用的价值。