一种大型球磨机筒体裂纹的在线焊接装置及修复工艺的制作方法

1.本发明涉及焊接技术领域，尤其涉及一种大型球磨机筒体裂纹的在线焊接装置及修复工艺。


背景技术：

2.球磨机是物料被破碎之后，再进行粉碎的关键设备，也是企业选矿的核心设备，如mqy4675型球磨机，有一个圆形筒体，筒体材质为q345，自重约300t，总装入量为筒体有效容积的25-45％，如图1所示，筒体4一侧设置有为筒体4提供转动驱动力的筒体转动装置1，筒体4上均布有用于安装耐磨板的耐磨板安装螺杆孔2，筒体4上还设置有筒体人孔8，便于工作人员进出筒体内部及长期观察筒体运转情况。
3.当球磨机运行时，筒体按规定转速绕水平轴线回转，筒体内的磨矿介质和矿石在离心力和摩擦力的作用下，被筒体衬板提升到一定的高度，然后脱离筒壁自由泻落或抛落，使矿石受到冲击和磨剥作用而粉碎。由于球磨机长期的重载荷运转使用，加上原有筒体材料设计偏差以及在制造设备时的工艺缺陷，导致球磨机筒体往往出现由人孔处开裂并对外延伸扩展现象(如图1中筒体裂纹10)，裂纹深度贯穿本体，长度可达到筒体周长的1/3，如果不及时处理就可能导致筒体整体断裂，造成停机损失。若运往厂长修复，由于球磨机体积庞大，拆卸、吊装和运输都存在一定困难；若现场更换，备件采购时间周期长，影响生产进程。为尽快恢复生产，考虑到筒体材料为q345可焊性能较好，可以采用焊接方式对筒体裂纹进行修复。目前，虽然各种裂纹焊接修复已有不少文献记载，但针对球磨机这种大型筒体裂纹，并且在筒体内还储存着大量无法排空的物体以及原材料等情况下进行焊接的工艺，暂时没有发现。此类焊接存在主要问题是：
4.1、因筒体裂纹较长，导致筒体裂纹左右侧的裂纹左侧弧形板7和裂纹右侧弧形板6变形，在焊接时产生错边，焊接后焊缝质量无法通过探伤要求；
5.2、因筒体壁厚且裂纹较长，如果采用外侧单边v型坡口一次性焊接，大量焊接可能导致筒体整体圆弧变形不能保证内侧耐磨板的安装；
6.3、易产生焊接裂纹，热裂纹几乎不可能发生，但冷裂纹不可忽视，影响焊接质量；
7.4、焊接量大且焊接复杂，焊接工具及焊接方法选择困难，无法有效确保焊接质量。


技术实现要素：

8.针对背景技术中存在的球磨机筒体裂纹修复困难的缺陷，本发明提供了一种大型球磨机筒体裂纹的在线焊接装置及修复工艺，通过在线设计矫正变形工装，内外加工x型坡口，采用二氧化碳气体保护焊和手工焊条电弧焊组合焊接方法，通过焊前预热，锤击焊缝区、控制层间温度及表面跟踪退火热处理等来消除焊接应力，有效解决球磨机筒体裂纹焊接修复的问题。
9.本发明解决技术问题的技术方案具体如下：
10.本发明一种大型球磨机筒体裂纹的在线焊接装置，所述球磨机包括筒体，所述筒
体裂纹在筒体上，筒体裂纹左、右侧分别形成裂纹左侧弧形板和裂纹右侧弧形板，所述在线焊接装置包括焊机和筒体内侧矫正变形装置，筒体内侧矫正变形装置包括设置在筒体内侧中部的筒体半径隔板，筒体半径隔板上下表面分别设置有顶升装置和支撑装置，顶升装置顶部设置有与筒体内侧相适配的上内侧圆弧板，上内侧圆弧板外侧抵住筒体裂纹左右侧的裂纹左侧弧形板和裂纹右侧弧形板。
11.进一步地，所述顶升装置为液压顶。
12.进一步地，所述焊机包括手工电弧焊机和数字化脉冲保护焊机，所述筒体外侧设置有焊接小车轨道，焊接小车轨道上设置有焊接小车，所述数字化脉冲保护焊机设置于焊接小车上。
13.进一步地，所述支撑装置包括固定设置于筒体半径隔板下表面中心处的下连接固定半圆弧板，下连接固定半圆弧板与筒体之间分别均匀设置有若干支撑单元。
14.进一步地，所述支撑单元为三个，每个支撑单元包括通过连接螺杆与下连接固定半圆弧板活动连接有支撑板，支撑板另一端固定设置有与筒体内侧相适配并与筒体内侧相抵接触的下内侧圆弧板。
15.本发明一种大型球磨机筒体裂纹的在线修复工艺，所述球磨机包括筒体和安装于筒体一端的筒体转动装置，所述筒体裂纹在筒体上，筒体裂纹左、右侧分别形成裂纹左侧弧形板和裂纹右侧弧形板；所述在线修复工艺为：先通过筒体转动装置把筒体上的筒体裂纹转动至水平焊接位置，采用手工碳弧气刨结合现场工况加工对称x型坡口，在筒体内侧中部固定安装筒体半径隔板，在筒体半径隔板下表面中心位置焊接固定下连接固定半圆弧板，再将若干支撑单元均匀设置在下连接固定半圆弧板与筒体内侧之间，最后将顶升装置水平安装在筒体半径隔板上表面中心位置处，在顶升装置伸缩端安装上内侧圆弧板并通过顶升装置将上内侧圆弧板外侧顶住筒体裂纹左右侧的裂纹左侧弧形板和裂纹右侧弧形板进行支撑矫正，然后通过焊机对筒体裂纹处预热焊接。
16.进一步地，所述的在线焊接工艺具体步骤如下：
17.步骤一、焊前准备：
18.1.1)、焊接设备为：数字化控制逆变式手工直流焊机，焊接材料采用e5015焊条，烘干后放置保温桶随用随取；数字化脉冲气体保护焊机，直流正接，焊接材料选用药芯焊丝swe711自动焊接，二氧化碳气体纯度≥99.8％；碳弧气刨和等离子气刨；
19.1.2)、焊接位置：转动立焊对称焊；
20.1.3)、焊前要求：焊接位置区域不得有油污、氧化层和水分，需露出金属光泽；
21.1.4)、焊接技术要求：堆焊层熔合母材，焊接缝不得有任何焊接缺陷；
22.1.5)、焊件材质：q345；
23.1.6)、坡口尺寸：裂纹为x型坡口；
24.1.7)、辅助设施：样板、放大镜、面罩、手套、清渣锤、锤子、凿子、锉刀、钢丝刷、砂纸、钢直尺、水平尺、活动板手、直磨机、角向磨光机、钢丝钳、钢锯条、劳动防护用品；
25.1.8)、焊接工艺参数：根据焊接设备、焊接材料、焊件材质以及焊接要求制定焊接参数；
26.步骤二、焊接实施；
27.2.1)、采用碳弧气刨和等离子气刨将筒体裂纹对称加工成x型坡口，通过筒体内侧
矫正变形装置的上内侧圆弧板的支撑确保裂纹左侧弧形板和裂纹右侧弧形板在同一弧度水平面，并同各支撑单元配合保证筒体整体的圆形度，然后对x型坡口进行固定点焊，点焊完成后拆分筒体内侧矫正变形装置，然后通过筒体转动装置将筒体裂纹转动到立焊接位置，并在x型坡口内外两侧进行火焰预热至120-150℃，然后对x型坡口外侧和内侧分别采用数字化脉冲气体保护焊和手工焊条电弧焊；
28.2.2)、x型坡口外侧焊接前，在筒体外侧沿坡口将焊接小车轨道水平安装，在焊接小车轨道上设置焊接小车及数字化脉冲保护焊机，粗调其焊枪水平夹角为15～20
°
，然后由下而上焊接，内外坡口焊接顺序为：先焊接x型坡口外侧打底第一层焊缝1’，然后采用碳弧气刨和等离子气刨清根，再在x型坡口内侧采用手工焊条电弧焊焊接内侧底层焊缝2’和填充层焊缝3’，焊条夹角为70-85
°
，正三角运条法，内侧打底层的焊接要与母材熔合好，确认焊接层无裂纹、夹渣、气孔等缺陷后，锤击每一层焊缝来消除焊接应力，再进行x型坡口外侧填充层焊缝4’和x型坡口内侧填充层焊缝5’、6’和7’层焊接，因多层多道连续焊接，确保层间温度必须保证在120-150℃范围内，确保各焊缝无任何焊接缺陷后，进行里外口填充层焊缝8’和单道盖面层焊缝12’同时焊接，最后进行x型坡口内侧盖面层多道焊缝9’、10’和11’的焊接，盖面层不但要保证足够的厚度高出筒体母材无咬边而且要圆滑过渡到焊缝两侧，确保整体焊缝无任何焊接缺陷；
29.2.4)、焊接完成后，焊接表面跟踪退火300-400℃热处理来消除焊接应力，高温的焊缝立即用20～30mm石棉覆盖，覆盖宽度至少是焊缝宽度的两倍，并采取压紧措施，然后冷却到室温进行工艺探伤，探伤检测合格后，采用手工角磨机将冷却的焊缝表面研磨到筒体表面齐平，保证筒体原有的圆弧，恢复圆形筒体图纸尺寸和精度，并通过现场实际样板检验验收完全符合筒体运转要求后，交付使用。
30.进一步地，所述焊接设备为型号为ht400d或ht500d数字化控制逆变式手工直流氩弧焊机、hcd500-6自动焊配套nb-500p数字化脉冲气体保护焊机、碳弧气刨zx5-630和等离子气刨lgk-100ma；药芯焊丝swe711规格为φ1.2mm，e5015焊条规格为φ4.0mm和φ3.2mm，350℃/2小时烘干，保温桶随用随取。
31.进一步地，所述焊接小车轨道距离x型坡口中心线为320mm。
32.进一步地，所述x型坡口外侧焊接时：药芯焊丝swe711规格均为φ1.2mm，打底层焊缝1’焊接电流为160～180a，电弧电压为22～24v，摆速23～25，摆动角度35～50
°
，行走焊接速度70～80mm/min，气体流量15～20l/min，直流正极；填充层焊缝4’焊接电流为180～200a，电弧电压为24～26v，摆速40～50，摆动角度50～60
°
，行走焊接速度70～80mm/min，气体流量15～20l/min，直流正极；填充层焊缝8’焊接电流为200～220a，电弧电压为25～27v，摆速43～55，摆动角度60～78
°
，行走焊接速度70～80mm/min，气体流量15～20l/min，直流正极；盖面层焊缝12’焊接电流为170～190a，电弧电压为23～25v，摆速45～60，摆动角度45～60
°
，行走焊接速度70～80mm/min，气体流量15～20l/min，直流正极；所述x型坡口外侧焊接时：打底层采用φ3.2mm的e5015焊条，直流反极，焊接电流为110～140a，电弧电压为22～24v，填充层和盖面层采用φ4.0mm的e5015焊条，直流反极，焊接电流为150～190a，电弧电压为22～24v。
33.相对于现有技术，本发明所述的一种大型球磨机筒体裂纹的在线焊接装置及修复工艺具备以下有益效果：
34.1、本发明所述的大型球磨机筒体裂纹的在线焊接装置，其结构简洁，制作和使用方便，可以有效将筒体裂纹左右侧的变形的裂纹左侧弧形板7和裂纹右侧弧形板6恢复原来的弧度，确保筒体开裂两侧圆弧板能够水平对接，避免出现在焊接时产生错边，焊接后焊缝质量无法通过探伤要求的情况；
35.2、本发明所述的一种大型球磨机筒体裂纹的在线修复工艺，通过选用双面x型坡口对称焊接，能够有效减小整体裂纹的焊接变形和应力；
36.3、本发明所述的一种大型球磨机筒体裂纹的在线修复工艺，通过焊前预热、锤击焊缝区、控制层间温度及表面跟踪退火热处理来消除焊接应力，减少焊接后氢的浓集和淬硬组织存在，避免冷裂纹的产生；
37.4、本发明所述的一种大型球磨机筒体裂纹的在线修复工艺，通过筒体外侧选用二氧化碳气体保护焊安装自动小车，内侧因工况复杂为了满足焊接要求选用手工焊条电弧焊操作完成，并配合相关焊接参数的精确选择，有效保证了焊接质量，缩短修复时间，减少停机损失，为合理组产提供保障。
附图说明
38.图1为本发明中球磨机筒体、筒体裂纹及焊接小车设置的示意图；
39.图2为本发明中筒体内侧矫正变形装置设置的示意图；
40.图3为本发明中x型坡口焊接顺序示意图；
41.图中：1、筒体转动装置；2、耐磨板安装螺杆孔；3、焊接小车轨道；4、筒体；5、焊接小车；6、裂纹右侧弧形板；7、裂纹左侧弧形板；8、筒体人孔；10、筒体裂纹；11、上内侧圆弧板；12、支撑板；13、下内侧圆弧板；14、连接螺杆；15、下连接固定半圆弧板；22、筒体半径隔板；23、顶升装置；24、外侧焊接层；25、内侧焊接层；26、x型坡口。
具体实施方式
42.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变；“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。
43.实施例1：
44.如图1、图2所示，本发明一种大型球磨机筒体裂纹的在线焊接装置，所述球磨机包括筒体4，所述筒体裂纹10在筒体4上，筒体裂纹10左、右侧分别形成裂纹左侧弧形板7和裂纹右侧弧形板6，所述在线焊接装置包括用于焊接的焊机和用于将裂纹左侧弧形板7和裂纹右侧弧形板6变形矫正的筒体内侧矫正变形装置，焊机可以选用手工电弧焊机和数字化脉冲保护焊机，分别用于筒体内侧和外侧的焊接，筒体4外侧可设置有焊接小车轨道3，焊接小
车轨道3上设置有焊接小车5，所述数字化脉冲保护焊机设置于焊接小车5上，便于自动焊接；筒体内侧矫正变形装置包括设置在筒体4内侧中部的筒体半径隔板22，筒体半径隔板22上下表面分别设置有顶升装置23和支撑装置，顶升装置23可设置为液压顶，顶升装置23伸缩端设置有与筒体4内侧相适配的上内侧圆弧板11，上内侧圆弧板11弧度与筒体4圆弧度一致，外侧抵住筒体裂纹10左右侧的裂纹左侧弧形板7和裂纹右侧弧形板6。当液压顶作用时，其伸缩端带动上内侧圆弧板11紧紧抵住裂纹左侧弧形板7和裂纹右侧弧形板6，实现将裂纹左侧弧形板7和裂纹右侧弧形板6矫正至同一圆弧面，同时，支撑装置在筒体半径隔板22下方提供支撑，有效确保变形矫正的效果。
45.进一步地，所述支撑装置包括固定设置于筒体半径隔板22下表面中心处的下连接固定半圆弧板15，下连接固定半圆弧板15与筒体4之间分别均匀设置有若干支撑单元。支撑单元一般可以设置为三个，每个支撑单元包括通过连接螺杆14与下连接固定半圆弧板15活动连接有支撑板12，支撑板12另一端焊接设置有与筒体4内侧相适配并与筒体4内侧相抵接触的下内侧圆弧板13，三个下内侧圆弧板13均布，可在顶升装置作用时，有效保证筒体的整体圆形度。
46.本实施例中，所述上内侧圆弧板11可采用50mm钢板机械加工而成，钢板圆弧尺寸等同筒体内侧尺寸，长度尺寸接近筒体半径，确保矫正效果，上内侧圆弧板11外侧抵住筒体裂纹10中间。所述支撑板12可采用20mm钢板切割机械加工而成，一端部跟下内侧圆弧板13焊接固定，一端部跟连接螺杆14固定在下连接固定圆弧板15上。所述下内侧圆弧板13可采用采用50mm钢板机械加工而成，钢板圆弧等同筒体内侧尺寸；所述连接螺杆14可采用φ30mm圆钢机械加工而成；所述下连接固定圆半弧板15可采用30mm钢板切割机械加工而成，焊接固定在筒体半径隔板22中心下部，其上均布若干螺杆孔用于安装连接螺杆14；所述筒体半径隔板22可采用50mm钢板切割机械加工而成，安装在筒体内侧中间位置。
47.实施例2：
48.本发明一种大型球磨机筒体裂纹的在线修复工艺，利用实施例1所述在线焊接装置进行，所述球磨机包括筒体4和安装于筒体4一端的筒体转动装置1，所述筒体裂纹10在筒体4上，筒体裂纹10左、右侧分别形成裂纹左侧弧形板7和裂纹右侧弧形板6，先通过筒体转动装置1把筒体4上的筒体裂纹10转动至水平焊接位置，采用手工碳弧气刨结合现场工况加工对称x型坡口26，在筒体4内侧中部固定安装筒体半径隔板22，在筒体半径隔板22下表面中心位置焊接固定下连接固定半圆弧板15，再将若干支撑单元均匀设置在下连接固定半圆弧板15与筒体4内侧之间，设置时先将各支撑板12分别与各下内侧圆弧板13焊接固定，再将各下内侧圆弧板13均布在筒体半径隔板22下方的筒体内侧，然后通过连接螺杆14将各支撑板12的另一端连接在半圆弧板15上，最后将顶升装置23水平安装在筒体半径隔板22上表面中心位置处，在顶升装置23伸缩端安装上内侧圆弧板11并通过顶升装置23将上内侧圆弧板11外侧顶住筒体裂纹10左右侧的裂纹左侧弧形板7和裂纹右侧弧形板6进行支撑矫正，此整体结构件工装由于上下同时受力，不仅保证裂纹左侧弧形板7和裂纹右侧弧形板6在同一弧度水平面，而且确保了筒体4整体圆形度，然后通过焊机对筒体裂纹10处预热焊接。
49.本实施例所述的在线焊接工艺具体步骤如下：
50.步骤一、焊前准备：
51.1.1)、焊接设备为：ht400d或ht500d数字化控制逆变式手工直流焊机，焊接材料采
用φ4.0mm和φ3.2mm的e5015焊条，350℃/2小时烘干，保温桶随用随取；hcd500-6自动焊配套nb-500p数字化脉冲气体保护焊机，直流正接，焊接材料选用规格为φ1.2mm药芯焊丝swe711自动焊接，二氧化碳气体纯度≥99.8％；碳弧气刨zx5-630和等离子气刨lgk-100ma；
52.1.2)、焊接位置：转动立焊对称焊；
53.1.3)、焊前要求：焊接位置区域不得有油污、氧化层和水分，需露出金属光泽；使用氧乙炔火焰，去除水分、油污等，然后用砂布或磨削砂轮机打磨除锈；
54.1.4)、焊接技术要求：堆焊层熔合母材，焊接缝不得有任何焊接缺陷；
55.1.5)、焊件材质：q345；
56.1.6)、坡口尺寸：裂纹为x型坡口；
57.1.7)、辅助设施：样板、放大镜、面罩、手套、清渣锤、锤子、凿子、锉刀、钢丝刷、砂纸、钢直尺、水平尺、活动板手、直磨机、角向磨光机、钢丝钳、钢锯条、劳动防护用品(工作服、鞋、帽、平光镜)；
58.1.8)、焊接工艺参数：根据焊接设备、焊接材料、焊件材质以及焊接要求制定焊接参数；
[0059][0060]
步骤二、焊接实施；
[0061]
筒体裂纹焊接工艺路线：筒体裂纹转动到焊接水平位置
‑‑
加工x项坡口
‑‑
安装结构件工装
‑‑
裂纹水平位置固定点焊
‑‑
拆分工装转动到立焊位置
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预热
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按照顺序对称焊接
‑‑
锤击焊缝区
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检测焊接缺陷
‑‑
焊后热处理
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手工研磨
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交付使用
‑‑
验证周期。
[0062]
2.1)、采用碳弧气刨zx5-630和等离子气刨lgk-100ma将筒体裂纹10对称加工成x型坡口26，通过筒体内侧矫正变形装置的上内侧圆弧板11的支撑确保裂纹左侧弧形板7和裂纹右侧弧形板6在同一弧度水平面，并同各支撑单元配合保证筒体4整体的圆形度，然后对x型坡口26进行固定点焊，点焊完成后拆分筒体内侧矫正变形装置，然后通过筒体转动装
置1将筒体裂纹10转动到立焊接位置，并在x型坡口26内外两侧进行火焰预热至120-150℃，然后对x型坡口26外侧和内侧分别采用数字化脉冲气体保护焊和手工焊条电弧焊；
[0063]
2.2)、x型坡口26外侧焊接前，在筒体4外侧沿坡口将焊接小车轨道3水平安装，焊接小车轨道3距离x型坡口26中心线为320mm左右，在焊接小车轨道3上设置焊接小车5及数字化脉冲保护焊机，以保证焊接小车5焊枪上下左右调节，粗调其焊枪水平夹角为15～20
°
，焊接过程中尽量在显示屏上采用细调，然后由下而上焊接，内外坡口焊接顺序(如图3所示，1’～12’为焊缝)为：先焊接x型坡口26外侧打底第一层焊缝1’，然后采用碳弧气刨zx5-630和等离子气刨lgk-100ma清根，再在x型坡口26内侧采用手工焊条电弧焊焊接内侧底层焊缝2’和填充层焊缝3’，焊条夹角为70-85
°
，正三角运条法，内侧打底层的焊接要与母材熔合好，确认焊接层无裂纹、夹渣、气孔等缺陷后，锤击每一层焊缝来消除焊接应力，再进行x型坡口26外侧填充层焊缝4’和x型坡口26内侧填充层焊缝5’、6’和7’层焊接，因多层多道连续焊接，确保层间温度必须保证在120-150℃左右范围内，如果焊缝表面发现有明显焊接缺陷，立即清根，内外两侧都必须采用手工电弧焊e5015焊条修补，确保各焊缝无任何焊接缺陷后，进行里外口填充层焊缝8’和单道盖面层焊缝12’同时焊接，最后进行x型坡口26内侧盖面层多道焊缝9’、10’和11’的焊接，盖面层不但要保证足够的厚度高出筒体母材无咬边而且要圆滑过渡到焊缝两侧，确保整体焊缝无任何焊接缺陷；
[0064]
2.4)、焊接完成后，焊接表面跟踪退火300-400℃热处理来消除焊接应力，高温的焊缝立即用20～30mm石棉覆盖，覆盖宽度至少是焊缝宽度的两倍，并采取压紧措施，然后冷却到室温进行工艺探伤，探伤检测合格后，采用手工角磨机将冷却的焊缝表面研磨到筒体表面齐平，保证筒体原有的圆弧，恢复圆形筒体图纸尺寸和精度，并通过现场实际样板检验验收完全符合筒体运转要求后，交付使用，经过周期大型球磨机整体运转检验，达到机械性能使用效果。

技术特征：
1.一种大型球磨机筒体裂纹的在线焊接装置，所述球磨机包括筒体(4)，所述筒体裂纹(10)在筒体(4)上，筒体裂纹(10)左、右侧分别形成裂纹左侧弧形板(7)和裂纹右侧弧形板(6)，其特征在于：它包括焊机和筒体内侧矫正变形装置，筒体内侧矫正变形装置包括设置在筒体(4)内侧中部的筒体半径隔板(22)，筒体半径隔板(22)上下表面分别设置有顶升装置(23)和支撑装置，顶升装置(23)顶部设置有与筒体(4)内侧相适配的上内侧圆弧板(11)，上内侧圆弧板(11)外侧抵住筒体裂纹(10)左右侧的裂纹左侧弧形板(7)和裂纹右侧弧形板(6)。2.根据权利要求1所述的一种大型球磨机筒体裂纹的在线焊接装置，其特征在于：所述顶升装置(23)为液压顶。3.根据权利要求1所述的一种大型球磨机筒体裂纹的在线焊接装置，其特征在于：所述焊机包括手工电弧焊机和数字化脉冲保护焊机，所述筒体(4)外侧设置有焊接小车轨道(3)，焊接小车轨道(3)上设置有焊接小车(5)，所述数字化脉冲保护焊机设置于焊接小车(5)上。4.根据权利要求1-3任一项所述的一种大型球磨机筒体裂纹的在线焊接装置，其特征在于：所述支撑装置包括固定设置于筒体半径隔板(22)下表面中心处的下连接固定半圆弧板(15)，下连接固定半圆弧板(15)与筒体(4)之间分别均匀设置有若干支撑单元。5.根据权利要求4所述的一种大型球磨机筒体裂纹的在线焊接装置，其特征在于：所述支撑单元为三个，每个支撑单元包括通过连接螺杆(14)与下连接固定半圆弧板(15)活动连接有支撑板(12)，支撑板(12)另一端固定设置有与筒体(4)内侧相适配并与筒体(4)内侧相抵接触的下内侧圆弧板(13)。6.一种大型球磨机筒体裂纹的在线修复工艺，所述球磨机包括筒体(4)和安装于筒体(4)一端的筒体转动装置(1)，所述筒体裂纹(10)在筒体(4)上，筒体裂纹(10)左、右侧分别形成裂纹左侧弧形板(7)和裂纹右侧弧形板(6)，其特征在于，先通过筒体转动装置(1)把筒体(4)上的筒体裂纹(10)转动至水平焊接位置，采用手工碳弧气刨结合现场工况加工对称x型坡口(26)，在筒体(4)内侧中部固定安装筒体半径隔板(22)，在筒体半径隔板(22)下表面中心位置焊接固定下连接固定半圆弧板(15)，再将若干支撑单元均匀设置在下连接固定半圆弧板(15)与筒体(4)内侧之间，最后将顶升装置(23)水平安装在筒体半径隔板(22)上表面中心位置处，在顶升装置(23)伸缩端安装上内侧圆弧板(11)并通过顶升装置(23)将上内侧圆弧板(11)外侧顶住筒体裂纹(10)左右侧的裂纹左侧弧形板(7)和裂纹右侧弧形板(6)进行支撑矫正，然后通过焊机对筒体裂纹(10)处预热焊接。7.根据权利要求6所述的一种大型球磨机筒体裂纹的在线修复工艺，其特征在于：所述的在线焊接工艺具体步骤如下：步骤一、焊前准备：1.1)、焊接设备为：数字化控制逆变式手工直流焊机，焊接材料采用e5015焊条，烘干后放置保温桶随用随取；数字化脉冲气体保护焊机，直流正接，焊接材料选用药芯焊丝swe711自动焊接，二氧化碳气体纯度≥99.8％；碳弧气刨和等离子气刨；1.2)、焊接位置：转动立焊对称焊；1.3)、焊前要求：焊接位置区域不得有油污、氧化层和水分，需露出金属光泽；1.4)、焊接技术要求：堆焊层熔合母材，焊接缝不得有任何焊接缺陷；
1.5)、焊件材质：q345；1.6)、坡口尺寸：裂纹为x型坡口；1.7)、辅助设施：样板、放大镜、面罩、手套、清渣锤、锤子、凿子、锉刀、钢丝刷、砂纸、钢直尺、水平尺、活动板手、直磨机、角向磨光机、钢丝钳、钢锯条、劳动防护用品；1.8)、焊接工艺参数：根据焊接设备、焊接材料、焊件材质以及焊接要求制定焊接参数；步骤二、焊接实施；2.1)、采用碳弧气刨和等离子气刨将筒体裂纹(10)对称加工成x型坡口(26)，通过筒体内侧矫正变形装置的上内侧圆弧板(11)的支撑确保裂纹左侧弧形板(7)和裂纹右侧弧形板(6)在同一弧度水平面，并同各支撑单元配合保证筒体(4)整体的圆形度，然后对x型坡口(26)进行固定点焊，点焊完成后拆分筒体内侧矫正变形装置，然后通过筒体转动装置(1)将筒体裂纹(10)转动到立焊接位置，并在x型坡口(26)内外两侧进行火焰预热至120-150℃，然后对x型坡口(26)外侧和内侧分别采用数字化脉冲气体保护焊和手工焊条电弧焊；2.2)、x型坡口(26)外侧焊接前，在筒体(4)外侧沿坡口将焊接小车轨道(3)水平安装，在焊接小车轨道(3)上设置焊接小车(5)及数字化脉冲保护焊机，粗调其焊枪水平夹角为15～20
°
，然后由下而上焊接，内外坡口焊接顺序为：先焊接x型坡口(26)外侧打底第一层焊缝1’，然后采用碳弧气刨和等离子气刨清根，再在x型坡口(26)内侧采用手工焊条电弧焊焊接内侧底层焊缝2’和填充层焊缝3’，焊条夹角为70-85
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，正三角运条法，内侧打底层的焊接要与母材熔合好，确认焊接层无裂纹、夹渣、气孔等缺陷后，锤击每一层焊缝来消除焊接应力，再进行x型坡口(26)外侧填充层焊缝4’和x型坡口(26)内侧填充层焊缝5’、6’和7’层焊接，因多层多道连续焊接，确保层间温度必须保证在120-150℃范围内，确保各焊缝无任何焊接缺陷后，进行里外口填充层焊缝8’和单道盖面层焊缝12’同时焊接，最后进行x型坡口(26)内侧盖面层多道焊缝9’、10’和11’的焊接，盖面层不但要保证足够的厚度高出筒体母材无咬边而且要圆滑过渡到焊缝两侧，确保整体焊缝无任何焊接缺陷；2.4)、焊接完成后，焊接表面跟踪退火300-400℃热处理来消除焊接应力，高温的焊缝立即用20～30mm石棉覆盖，覆盖宽度至少是焊缝宽度的两倍，并采取压紧措施，然后冷却到室温进行工艺探伤，探伤检测合格后，采用手工角磨机将冷却的焊缝表面研磨到筒体表面齐平，保证筒体原有的圆弧，恢复圆形筒体图纸尺寸和精度，并通过现场实际样板检验验收完全符合筒体运转要求后，交付使用。8.根据权利要求7所述的一种大型球磨机筒体裂纹的在线修复工艺，其特征在于：所述焊接设备为型号为ht400d或ht500d数字化控制逆变式手工直流氩弧焊机、hcd500-6自动焊配套nb-500p数字化脉冲气体保护焊机、碳弧气刨zx5-630和等离子气刨lgk-100ma；药芯焊丝swe711规格为φ1.2mm，e5015焊条规格为φ4.0mm和φ3.2mm，350℃/2小时烘干，保温桶随用随取。9.根据权利要求7所述的一种大型球磨机筒体裂纹的在线修复工艺，其特征在于：所述焊接小车轨道(3)距离x型坡口(26)中心线为320mm。10.根据权利要求7所述的一种大型球磨机筒体裂纹的在线修复工艺，其特征在于：所述x型坡口(26)外侧焊接时：药芯焊丝swe711规格均为φ1.2mm，打底层焊缝1’焊接电流为160～180a，电弧电压为22～24v，摆速23～25，摆动角度35～50
°
，行走焊接速度70～80mm/min，气体流量15～20l/min，直流正极；填充层焊缝4’焊接电流为180～200a，电弧电压为24
～26v，摆速40～50，摆动角度50～60
°
，行走焊接速度70～80mm/min，气体流量15～20l/min，直流正极；填充层焊缝8’焊接电流为200～220a，电弧电压为25～27v，摆速43～55，摆动角度60～78
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，行走焊接速度70～80mm/min，气体流量15～20l/min，直流正极；盖面层焊缝12’焊接电流为170～190a，电弧电压为23～25v，摆速45～60，摆动角度45～60
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，行走焊接速度70～80mm/min，气体流量15～20l/min，直流正极；所述x型坡口(26)外侧焊接时：打底层采用φ3.2mm的e5015焊条，直流反极，焊接电流为110～140a，电弧电压为22～24v，填充层和盖面层采用φ4.0mm的e5015焊条，直流反极，焊接电流为150～190a，电弧电压为22～24v。

技术总结
本发明公开了一种大型球磨机筒体裂纹的在线焊接装置及修复工艺，球磨机包括筒体，筒体裂纹在筒体上，筒体裂纹左右侧分别形成裂纹左、右侧弧形板，所述在线焊接装置包括焊机和筒体内侧矫正变形装置，筒体内侧矫正变形装置包括设在筒体内侧的筒体半径隔板，筒体半径隔板上下表面分别设有顶升装置和支撑装置，顶升装置顶部设有上内侧圆弧板，上内侧圆弧板外侧抵住筒体裂纹左右侧的裂纹左、右侧弧形板。本发明通过设置筒体内侧矫正变形装置，内外加工X型坡口，采用二氧化碳气体保护焊和手工焊条电弧焊组合焊接方法，通过焊前预热，锤击焊缝区、控制层间温度及表面跟踪退火热处理等来消除焊接应力，有效解决球磨机筒体裂纹修复的问题。题。题。


技术研发人员：范兴海 王锐 章锐 杨西 王岿 陶俊 朱荣 吴国斌 尹祥平
受保护的技术使用者：安徽马钢设备检修有限公司
技术研发日：2023.05.08
技术公布日：2023/8/6