齒輪類傳動零件如齒輪、鏈輪、齒圈、齒條等是各類設備中常用的零件，其損壞的主要形式是齒面磨損和斷齒。磨損或斷齒后可用手工電弧堆焊的方法進行修復，這不僅能及時地保證設備正常運行，而且可節約大量備件費，具有顯著的經濟效益。本文介紹部分齒輪類傳動零件堆焊修復成功的實例，供同行參考。
一、齒輪軸斷齒的堆焊修復
某廠中板軋機減速機的重型人字齒輪軸材料為50SiMnMoB鋼，模數m=30mm，齒數z=24，齒寬b＝300mm，外圓最大直徑為φ914mm，總長為2.75m，單重7.722t。該齒輪軸的平均使用壽命為1～1.5年，其損壞形式是磨損、剝傷、斷齒等。當前國內只有少數廠家能生產製造。該廠曾採用堆焊方法修復了一個斷齒多處，最大折斷尺寸為200mm×40mm×45mm的報廢齒輪軸，具體的修復過程如下：
(1) 用手持砂輪將斷齒處底面修磨好，不允許有任何裂紋存在。焊前加熱工件，用遠紅外線輻射電熱器24片均勻裝於所有齒頂面上，並用石棉布包裹好。加熱約6h，工件溫度控制在300℃左右。
(2) 選用φ4mm的E308-16(A102)焊條和φ4mm的E8515-G(J857)焊條交替堆焊，焊前焊條應仔細烘乾。
(3) 先用E308-16焊條打底焊，厚約4mm，再用E8515-G焊條堆焊16～20mm厚，接著用E308-16焊條堆焊厚約3mm的緩衝層，最後用E8515-G焊條將齒部堆焊完。堆焊過程中要使工件始終處於加熱狀態，並放於避風處，層間溫度保持在300℃左右，每焊一層，要(趁熱)用手錘用力擊打各堆焊處30餘次。整個堆焊過程要連續進行，一次完成。
(4) 堆焊后要保溫4h，再緩冷。
(5) 為了得到較好的齒形精度，應利用砂輪仔細進行人工打磨。
對堆焊修復的齒輪軸進行了超聲波探傷和硬度檢驗，均符合質量要求。
二、內齒圈的堆焊修復
50t履帶吊車的行走部分與上部平台的連接採用迴轉支承，其內齒圈外徑φ1400mm，厚135mm。在制齒時，由於機床的誤動作，將其中一個齒的齒厚銑去了一半，需要進行堆焊修復。內齒圈的材料為5CrMnMo鋼，焊接性較差。內齒圈是經過調質處理的，而缺陷齒堆焊后不允許再進行相應的熱處理，因此需要選擇硬度與其相當的焊條和採用使熱影響區不出現裂紋的堆焊工藝。具體堆焊過程如下：
(1) 仔細清除工件上的油漬、污物等。用氧乙炔焰將待堆焊齒及其周圍預熱到300℃左右。堆焊應在車間內進行，且四周要安置擋風板。
(2) 選用φ3.2mm的E8015-G(J807)焊條堆焊，焊條經400℃、1h的烘焙。施焊時直流反接。
(3) 將齒圈立放在支架上，使待堆焊齒面處在立焊位置。由齒根部開始，採用多道多層向上堆焊，每道焊縫的焊接方向相反。待堆焊至要求厚度后，轉動齒圈，使齒的端面處於立焊位置，堆焊齒的端面和兩側面，直至全部焊完。每焊一道焊縫后，應仔細清理熔渣。堆焊過程中，層間溫度保持在180～220℃。
(4) 堆焊后立即用氧乙炔焰將堆焊處加熱至300℃左右，然後用石棉布蓋嚴，緩冷至室溫。
(5) 用手持砂輪磨平堆焊齒的兩側面，再在插床上加工出齒形。
對加工后的堆焊部位進行磁力探傷和硬度檢驗，均符合齒圈的質量要求。
三、鏈輪斷齒的堆焊修復
在一台起重機進行大修時，發現其行走傳動機構中的鏈輪有兩個齒從根部斷掉，見圖1。由於沒有銑齒刀具無法重新製造，決定用堆焊方法修復。
鏈輪斷齒示意圖
鏈輪材料的化學成分為0.35%C、1.12%Mn、0.51%Si、0.32%Cr、0.17%Cu。齒面硬度大於50HRC。堆焊時先用普通低合金鋼焊條堆成齒形，再用耐磨堆焊焊條進行齒形表面的堆焊。堆焊工藝如下：
(1) 焊前按齒形做一個能測量兩個齒的樣板，便於經常檢查齒形。將鏈輪的斷齒部分朝上平放，用鋼絲刷刷凈待焊表面和附近的鐵鏽，並將油污清理乾淨。用氧乙炔焰緩慢加熱堆焊部位，預熱溫度約200℃，以防止堆焊時產生裂紋。堆焊應在室內無風處進行。
（2）選用φ4mm的E6016-D1(J606)焊條堆焊齒部，焊前焊條在400℃烘乾2h；選用φ5mm的EDPCrMo-A4-03(D212)焊條堆焊表面層，施焊前焊條在150℃烘乾1h。堆焊使用交流電焊機。
（3）首先用E6016-D1焊條在斷齒面上堆焊。先焊中間，再焊四周，這樣中間的焊接熱量對原齒的表面淬火層起到一個退火作用，從而減小產生裂紋的傾向。採用短弧焊，焊完一層后清渣，並控制層間溫度在150～200℃之間。堆焊層表面應盡量平滑， 弧坑要填滿，以防止產生弧坑微裂紋。齒部堆高時，應按齒形預留2～3mm厚的堆焊量，以便堆焊耐磨層。
（4）接著用EDPCrMo-A4-03焊條堆焊齒形表面，連續堆焊完成。焊后的齒表面要防止凹凸不平，以減少修磨齒形的工作量。
（5）焊后立即用石棉布蓋住堆焊部位，使其緩慢冷卻。
（6）用手持砂輪對堆焊的齒部仔細進行磨削修整，用樣板檢查
