摘要：文章对铜合金螺旋桨的修复做一经验归纳，并专题对螺旋桨的损坏形式、材料化学和力学性能、焊接特性、各种缺陷的修理方法等方面进行阐述。 

1 铜合金螺旋桨的焊接特性

（1.1）热胀冷缩性大。铜合金的线性膨胀系数比碳钢约大50%，由液态变为固态收缩率大，变形大，焊后在刚性较强区会产生较大的焊拉应力。

（1.2）高温机械性能差。铜合金在高温下的强度和缩性都明显下降，在焊接区和加热区易形成裂纹或断裂。

（1.3）焊缝金属易产生气孔。铜在液态时能熔解大量的氢气，但在冷却和凝固过程中熔解度大大降低，而铜的导热系数高，散热极快，焊缝的结晶速度也很快，因此过剩的氢气来不及逸出，就在焊缝未熔合聚集后形成气孔。因此铜合金螺旋桨补焊时，用预热和焊后保温缓冷的工艺措施，以降低焊缝金属冷却速度，有利于气体逸出，减少气孔。焊补区焊前要把水分、油污清理干净，减少氢的来源。选用TIG焊或MIG焊也能有效减少焊缝产生气孔。

（1.4）焊缝难熔合，难焊透，难成型。由于铜合金的导热系数大，比碳钢大7~11倍以上，焊接时的热量从加热区迅速传导出来，特别在桨叶厚度大的区域，热传导更快，使补焊区域难以达到熔化温度；另一方面，铜在熔化时表面张力小，流动性强，比钢大1~1.5倍,熔池铜液很容易流失。因此，铜合金螺旋桨补焊时宜采用大能量，高能束的焊接方法（MIG）焊，焊前需要预热，并适宜于平焊的地方施焊。

（1.5）焊缝及热影响区容易产生裂纹。铜合金的焊缝金属在凝固时容易形成粗大的树枝状结晶，而铜合金的杂质与氧化铜生成的低熔点共晶体易分布在晶界上，这样就削弱了铜在高温时的晶间结合力。而铜合金的膨胀系数大，热影响区也较大，焊缝金属冷却时产生较大的收缩力，极易使焊缝及热影响区产生裂纹，因此铜合金螺旋桨在补焊时，要采用锤击焊缝金属的工艺措施，以释放部分焊接残余应力，减少裂纹，焊后要手石棉布覆盖焊缝，保温缓冷，这样也可以避免产生裂纹。

（1.6）焊接接头性能降低，铜合金在焊接时，其合金元素会烧损、氧化和挥发，使合金元素含量降（如锰黄铜中锌的蒸发），从而使接头的耐腐蚀性能和强度、塑性降低；另外铜合金对应力腐蚀很敏感，焊后必须作消除应力的处理。制造铜螺旋桨的合金，随其合金成分的不同其导热系数大于铝青铜，且含大量锌，所以焊接性比较差，而铝青铜焊接性较好。

2 铜合金螺旋桨通常采用的修理方法

(2.1)冷态或热态的弯曲矫正修理。

因碰撞物体而使桨叶导边或叶梢弯曲、卷边，可采用冷态或热态矫正法修理。矫正前，要弄清所修理的螺旋桨的材质，即化学成分和机械性能，矫正时做到心中有数。

   冷态矫正法。此法适手于桨叶边缘弯曲变形较小、折角在20°以内，弯曲部位厚度在15～20mm内的铜质螺旋桨，矫正时用的手锤应是铝质锤或铜质锤。 

   热态矫正法。若桨叶出现卷边、桨叶弯曲变形较大、弯曲部位厚度大于20mm，则采用热态矫正法。加热时，应在弯曲部位处及其周围面积较大处，采用丙烷火焰喷射等方法将修理部位加热至500～850℃然后施以动载或静载矫正之，当温度降下来后，不可再进行锤击，免得敲坏桨叶，热态矫正部位需进行退火处理以消除应力。

（2.2）裂纹或麻点腐蚀缺陷的修理                                              

裂纹修理前，应弄清桨叶裂纹是否在允许修理范围之内。一般有大于0.7R的桨叶部分上的裂纹可以修理。在0.4~0.7R之间的桨叶部分，长度不超过该叶宽1/4的裂纹可以修。直径小于或等于2m的桨叶根部短小裂纹，长度不超过该处叶宽1/8的裂纹可以修。直径小于或等于1.2m的桨毂上的短小裂纹可以修。除此之外，桨叶有严重裂纹，只能将该桨叶换新。

裂纹修理方法：先用磁粉探出裂纹的终点，用电钻在裂纹的终止点处钻出直径6~8mm的止裂孔，然后用磨砂机或铲凿将裂纹处开坡口，预热后补焊。多层焊时，每焊一层，应用小锤锤击一次，消除内应力。每一层都要清洁，免得夹渣，并注意焊透，焊完磨光即可。

（2.3）断块接补的方法。                                               

螺旋桨有严重裂纹以致引起断叶应进行换新。对于螺旋桨使用时间较长或多次经焊补修理，材料性能已发生变化（易产生脆化与裂纹）、再经修理难以保证质量时，则应考虑更换螺旋桨。但接补长度不可超过叶片长度的1/3（最长不得超过400mm），接缝处的最大厚度不宜超过50mm，补块的材料及性能应力求与原材料相同或更好。在保证焊接强度的前提下，为减少焊接工作量、节省焊接材料和工作时间以及减少焊接变形，根据不同的断面厚度采用不同的坡口型式和不同的坡口尺寸。（见表一）

          表一  坡口型式及加工主要尺寸          单位：mm

坡口加工好后，对坡口和距坡口100mm范围内的部位作着色探伤，将缺陷予以消除。由于铜合金热胀余数和收缩率较大，所以很容易使定位焊缝在预热处理或焊接过程中开裂，如不铲除将影响焊接质量，根据这一特点，断开接补的接缝不采用定位焊，经常采用胎架或焊连接板固定。把螺旋桨用临时胎架固紧后，检查叶片螺距角是否在加工余量范围内，新旧叶片分别用固定码定位，采用适当的预变形措施，达到控制变形的目的；在叶片焊缝两端各焊引弧板一件，防止焊接过程产生裂纹，提高焊缝质量。断块焊接时，通常采用分段退焊措施，并在分段退焊时，采用多层焊。

焊前，对焊接区及其周围用烘枪（以天燃气为燃料）进行预热。清洁坡口两面部位的油污、水分、氧化物等杂质。焊接时，每焊完一层均需进行均匀锤击，以减少焊接应力。每焊完一道后，严格清除焊渣、杂物，每叶叶片上单面焊缝原则上连续施焊，中途不间断。焊完后用石棉布覆盖4~6层，待其缓冷至室温，拆除胎架，测量正面焊接后变形量，以此作为反面焊接时反变形矫正的依据。同时对桨叶进行调整，使反面焊缝调至平焊位置，反面焊接前，用碳弧气刨和砂轮机等方法作反面扣槽、清根，开出所需坡口。对所开好的坡口进行着色探伤，消除缺陷，保证没有裂纹和夹渣等缺陷。按正面焊接前的相同方法固定螺旋桨及各叶片，根据各叶片的实际情况，有所选择地采取适当的反变形措施，使各叶片焊完后处于加工余量范围内，然后预热，按正面的焊接工艺要求完成焊接，再对各叶片的焊缝及热影区域进行局部加温回火，消除焊接应力，用石棉布覆盖4～6层，待其缓冷至室温。

为减少劳动强度，缩短周期，对叶片表面及边缘部位用碳弧气刨作预加工，再进行人工打磨修正，恢复几何尺寸，并对各叶片焊缝及热影响区域作完整着色探伤，直到其检查结果未发现裂纹、气孔、未熔合等缺陷，质量才符合要求。

3  焊接方法

根据铜合金螺旋桨材料本身的特点，常用的焊接方法有气焊、钨极氩弧焊、熔化极氩弧焊3种，特别是钨极氩弧焊用得较多，该方法在生产率、劳动强度、焊接质量等方面都有较明显的优势。

（3.1）气焊。火焰温度比电弧焊低，可减少锌的蒸发；易生成气孔、焊接性能差。适用于桨叶的叶尖或导边的补焊及矫正，用于小于30mm的表面缺陷修补效果尚佳。

（3.2）钨极氩气保护电弧焊。具有独特的焊补优势，适用于焊补边缘缺陷、腐蚀面堆焊、裂纹修补和厚度不大于10mm的板块对接焊。

（3.3）熔化极氩气保护电弧焊。适用于大面积腐蚀点的堆焊和大焊缝的焊补，特别适宜厚度〉10mm的板块对接焊，因其焊接效果较好，焊接成型好，焊区变形比TIG小而广泛应用。

4  螺旋桨补焊过程中的预热和焊后热处理问题

由于铜合金焊接后在海水中使用，具有产生应力腐蚀裂纹的倾向，为防止热影响区速度加热和冷却过程中脆性组织的出现，在螺旋桨补焊过程中预热和焊后热处理引起我们足够的重视，因为这是减少和消除残余应力的重要步骤，避免由于焊接应力而引起的螺旋桨在使用过程中断裂，根据多年的经验总结，制定了预热、焊后热处理、矫正规范。(见表二和表三)   

表二  预热、矫正和焊后退火温度

表三  均温时间

消除应力	Cu 1、Cu 2 合金	Cu 3、Cu 4 合金
温度（℃）	h / 25 mm	最长总小时数	h / 25 mm	最长总小时数
350	5	15	------	以上为本篇毕业论文范文淡谈铜合金螺旋桨的焊接修理的介绍部分。 本论文在焊工钳工技师论文栏目，由论文网(www.zjwd.net)整理,更多论文,请点论文范文查找 相关论文	收费专业论文 汉语言文学论文 物理学论文 自动化专业论文 测控技术专业论文 历史学专业论文 机械模具专业论文 金融专业论文 电子通信专业论文 材料科学专业论文 英语专业论文 会计专业论文 行政管理专业论文 财务管理专业论文 电子商务国贸专业 法律专业论文 教育技术学专业论文 物流专业论文 人力资源专业论文 生物工程专业论文 市场营销专业论文 土木工程专业论文 化学工程专业论文 文化产业管理论文 工商管理专业论文 护理专业论文 数学教育专业论文 数学与应用数学专业 心理学专业论文 信息管理专业论文 工程管理专业论文 工业工程专业论文 制药工程专业论文 电子机电信息论文 现代教育技术专业 新闻专业论文 艺术设计专业论文 采矿专业论文 环境工程专业论文 西班牙语专业论文 热能与动力设计论文 工程力学专业论文 酒店管理专业论文 安全管理专业论文 交通工程专业论文 体育教育专业论文 教育管理专业论文 日语专业论文 德语专业论文 理工科专业论文 轻化工程专业论文 社会工作专业论文 乡镇企业管理 给水排水专业 服装设计专业论文 电视制片管理专业 旅游管理专业论文 物业管理专业论文 信息管理专业论文 包装工程专业论文 印刷工程专业论文 动画专业论文 环境艺术专业论文 信息计算科学专业 物流专业论文范文 人力资源论文范文 营销专业论文范文 工商管理论文范文 汉语言文学论文范文 法律专业论文范文 教育管理论文范文 小学教育论文范文 学前教育论文范文 财务会计论文范文 电子商务论文范文