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大齿轮焊接中如何防止冷裂纹的出现

大齿轮的焊接难点是轮辐和轮缘为异种钢的焊接。母材的碳含量和合金元素较高，因此淬硬倾向大，根据* 焊接学会推荐的碳当量计算公式得出CE=0.49%～1.12%，焊接性较差。同时齿轮焊缝的拘束应力大，因此焊缝中容易产生冷裂纹。

另外，在多层焊的层间特别是底层焊缝弧坑和凹陷形角焊缝中有热裂纹倾向；母材在调质状态下进行焊接不可避免地会产生热影响区变软现象引起强度降低。

由上述焊接性分析可知，焊接时应采取预热、缓冷、后热等措施防止冷裂纹产生；选用含碳量低，S、P杂质低的焊材并保证弧坑填满和焊缝成形良好来避免热裂纹产生；还要用小的线能焊接以减少热影响区的变软现象。确定和保证预热温度及层间温度是得到焊缝的重要条件。预热温度可根据碳当量、焊接方法和焊接实验确定。

齿顶介于分度圆与齿顶圆之间的部分，称为齿轮齿顶。其径向距离称为齿顶高，以字母 ha表示。圆柱齿轮齿顶高由下式计算：式中：ha——圆柱齿轮齿顶高系数，对于正常齿ha=1，V型导轨单价，对于短齿ha=0.8；m——齿轮模数。齿根介于分度圆与齿根圆之间的部分，称为齿根。其径向距离称为齿根高，以字母hf表示。圆柱齿轮齿根高按下式计算：式中 ha——圆柱齿轮齿顶高系数，对于正常齿ha=1，对于短齿ha=0.8；C——圆柱齿轮顶隙系数，对于正常齿C=0.25，V型导轨公司，对于短齿C=0.3；m——齿轮的模数。

大齿轮的施焊：若采用手工操作，不仅工人的劳动强度大，且焊接质量易受焊工技术水平的影响，因此大齿轮的焊接利用窄间隙埋弧焊机进行埋弧自动焊的工艺方案。焊材的选择应考虑防止裂纹和保证接头在动载荷条件下具有一定的塑性、韧性储备。应采用低强匹配原则选用焊材。强度低的填充材料能降低接头的拘束度，V型导轨，使裂纹的灵敏性下降，需降低预热温度，改变焊接条件。

大齿轮中幅板由家用梯子于受位置限制不易实现自动焊，因此沿用过去常用的半自动二氧化碳气体保护焊。大齿轮的接头坡口为单边U形坡口，厚度达50mm，轮缘和轮辐的焊缝处于刚性拘束条件下。为防止根部裂纹应采取抗裂性好的低氢型焊材。坡口底部角度小，宜选用焊条电弧焊的焊接方法。

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