擠出機螺桿扭斷及磨損修復工藝

螺桿的結構：    

擠出機螺桿通常分為三段，如圖1 所示。 其中: L1 段為加料段，由料斗加入的物料靠此段向前輸送，并開始被壓實; L2段為壓縮段，物料在此段繼續被壓實，并向熔融狀態轉變; L3為場化段，物料在此呈粘流態。

通常螺桿螺槽深度h是個變化量，但加料段的深度通常為常量，用h1表示，場化段也是常量，用h3表示;壓縮螺槽深度h2則是變化的，用以完成從h1到h3的過渡。由于擠出機有一個壓縮比，所以h1須大于h3。

螺桿損壞的類型：

2.1扭斷損壞

螺桿被扭斷，一般是由違規操作或設備的控制、安全系統失靈造成,因為螺桿加料深度h1大于其它段，所以此段螺桿的扭轉強度最低，因此扭斷一般發生在加料段。

2.2磨損損壞

由于機械磨擦作用，螺桿使用一定年限后，其表面會磨損，一般L3段壓力最高，所以磨損也最嚴重。 螺桿磨損后設備效率會下降，嚴重時甚至無法工作。

扭斷螺桿的修復通常采用焊接方法，修復的工藝是:

(1) 設立螺桿斷裂位置兩端面的定位孔，并將斷面加工成U型坡口。 焊接中最容易出的病之一就是焊口錯位，如發生完成焊接后將無法校正。為保證焊接后扭斷的兩螺桿同一軸線,必須在這兩段上分別設立定位孔，以定位銷軸來保證焊口兩側的兩螺桿的同心度。 同時為保證焊口有足夠的強度，又適當減少焊接量，需把焊接的兩斷面加工成U型坡口。 如圖2 所示。

U型坡口和定位孔在車床上加工而成，扭斷的兩斷面各車出半個U型槽坡口和一定位孔，定位孔的尺寸一定要準確，定位銷軸是連接兩扭斷螺桿的，定位孔和定位銷軸的配合一定要緊密，定位孔必須和螺桿的表面同一軸線。

圖中d為定位銷軸直徑，一般為螺桿直徑的1 / 6 ，即d = D/6,D1為定位孔直徑，名義尺寸與定位軸相同， 即D1=d。其制造精度為H7和h7。L為定位稍軸長度，取L=4d。L1為定位孔裝配長度，取L1=L+2mm，單邊的定位孔深為L1/2。

(2)裝配。 裝配時兩段扭斷螺桿用定位銷軸連接在一起，兩段螺桿中間要留2mm間隙，裝配時因有定位銷軸，所以斷面不會錯位，但要注意兩段螺桿表面盡量同一軸線。另外特別要注意的是斷口處螺旋槽的連續性， 要仔細測量焊口處的螺距，如螺距不對，要順時針或逆時針轉動其中一段螺桿，直至螺距達到正確值，為下一步焊接作好準備。

(3)焊接。擠出機螺桿材料一般為合金結構鋼，所以對焊接的要求比較嚴格，對焊條的要求一般是: 一是焊縫金屬要有足夠高的機械性能，即足夠高的強度、塑性和沖擊值; 二是不產生淬硬組織、冷裂縫和結晶裂縫( 熱裂縫) 等缺陷，并能減少焊縫部位的內應力，以減少近縫區冷裂縫的產生; 三是具有與基本金屬相似的熱處理性能。 當焊件進行熱處理時，可保證焊縫與基本金屬的機械性能基本一致。

不同的合金元素對焊縫性能的影響是不一樣的，一般常用的合金元素可使金屬的強度提高，但幾乎都會降低金屬的塑性。適量的硅、錳、銅、鋁不但可以提高金屬的強度，而且延伸率降低較少。 鑰能顯著提高強度，但塑性的降低也較顯著，鉻、鎢、鋁、釩、鋁和硼等元素對提高金屬的耐熱性具有很好的效果。欽、妮、釩、鋁等元素可強烈地細化晶粒，為了得到綜合性能優良的焊縫金屬，故焊條或焊絲多采用多元素的合金材料。

由于擠出機螺桿工作溫度校高，因此一般要求螺桿有較高持久強度、抗蠕變能力、抗氧化能力和較高的硬度，所以螺桿材料對焊接熱循環要求較嚴格。如果規范選擇不當，近焊區可能發生淬硬組織現象，嚴重時會導致產生冷裂縫。

焊接工序: 

①預熱: 局部加熱裝配好的焊接部位，加熱溫度控制在300°C-350°C ; 

②打底焊: 用直流反極性焊接，焊條用似2。 5—3。2 mm，根據U型尺寸選取; 

③初次校正: 校正過大的彎曲量; 

④加熱: 再繼續加熱至400°C;

⑤焊接:焊條選用可比打底焊時大一檔，焊接過程中要保持的預熱溫度， 為了改善焊接熱循環過程， 采用多層焊， 但兩條焊縫之間要適當保持一段時間。第一道焊道尚未冷卻到馬氏體轉變溫度以前，就在上面進行第二道焊道的焊接，如間隔時間過短，焊縫區和近焊區就會產生過熱和軟化。另外焊縫不能有氣孔夾渣，且要飽滿，螺旋部份按螺旋走向補，還要留出一定機械加工量; 

⑥回火、保溫: 焊接以后冷卻至350°C，然后再加熱至640°C左右，保持一段時間后緩慢冷卻至室溫。

(4)校正。 校正前先要測量螺桿的徑向彎曲量，事彎曲量較大，可先用壓力機進行粗較，然后再測量螺桿的徑向跳動量。 測量可在車床上進行，L3段軸端以車床卡盤卡住，另一端用尾座頂住軸的頂尖孔， 用百分表測量螺桿的彎曲度。在進行測量時，車床要掛好與螺桿螺距相同的螺距，然后掛上慢檔在焊口左右反復測量，記下最大值和所在位置，并做上標記。

螺桿的校正在壓力機上進行。用v型鐵在壓力機上架好螺桿，先用百分表測一下焊縫附近的相對高度，然后用壓力機仔細地校正，因螺桿有彈性，所以校正壓力要從小到大逐漸增加，反復測量，一般校正到跳動量小于0。2mm即可。校正后用銅棒反復輕擊焊口附近，以釋放部分焊接與校正應力。

(5)車床加工。校正后的螺桿可在車床上加工修理。車削加工時，可先車螺桿焊接部分的外表面，進而再車螺旋槽，車削用量要小一些。車床加工后，螺桿的修復工作就算完成了。

磨損螺桿的修復：

磨損螺桿的磨損段一般在L3段，其修復工藝較簡單，按照修理扭斷螺桿的焊接工藝，對L3段進行螺旋槽表面補填料焊接即可。如焊接段較長，一次加熱不容易，可分段加熱焊接。因焊接部位靠近機端，且焊接量較少，其變形較小，一般不需要校正。