[摘 要]法焊补修复包罐耳轴出现的烧损和微裂纹，再用超声冲击装置对焊趾进行处理，可延长耳轴的使用寿命，提高包罐服役期。
　　[关键词]焊接、超声冲击装置、应力场、压应力、服役寿命
　　中图分类号：TF748.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）16-0104-01
　　在现代冶金领域，生产过程中钢水及铁水的储运应用最为广泛的是钢水包和铁水罐，而在钢水包和铁水罐这类钢结构容器设计和制作过程中。耳轴结构是应用最为普遍的，其结构如图一所示。耳轴作为钢结构容器吊运工具的一部分，由于关乎生产安全，且在吊运过程中长期受到剪切载荷和温度场应力变化的作用，受到液态熔渣侵蚀的几率较高，是整个钢结构容器最为重要且最易损坏的部分，且由于耳轴的安全地位及其材质的特殊性，发生损坏的耳轴是不允许采取其他手段进行修复的，如若进行修复，容易从修复部位产生裂纹倾向，造成耳轴断裂，带来更大的安全隐患，对发生破损的耳轴，只能报废，或者换掉。为此，我们工作中常常遇到钢包铁罐更换耳轴的生产任务，由于其更换过程需要经过去除旧耳轴、镗床加工耳轴孔保证同轴等工序、新耳轴制作过程需经过锻压、机加工、调质、探伤等多个工序，加工成本高、生产周期长、造成生产厂在线服役包罐的数量增加，备件资金占用成本增高。
　　针对包罐更换耳轴周期长、制约生产的现状，我们从耳轴修复技术的开发方面着手，采用焊接的方法，将耳轴出现的烧损和微裂纹进行焊补填充， 然后用超声冲击装置对焊补处进行处理，消除耳轴内部存在的焊接应力，产生一种只存在压应力的金属组织，规避了从耳轴内部产生裂纹的可能性。获得强度更高的金属组织。
　　上述超声冲击装置的工作原理如下：
　　超声冲击设备主要由超声冲击枪及控制电源箱两部分组成。其结构如图二，它是利用大功率的能量推动冲击头以每秒2万次以上的频率冲击金属物体表面，高频、高效和聚焦下的大能量使金属表层产生较大的压缩塑性变形；同时超声冲击改变了原有的应力场，产生有益的压应力；高能量冲击下金属表面温度极速升高又迅速冷却，使作用区表层金属组织发生变化，冲击部位得以强化；另外焊趾部位近表面处常存有熔渣等缺陷，易导致疲劳裂纹提前萌生。焊后利用超声冲击设备处理焊趾部位，使之平滑过渡，从而降低了余高造成的应力集中，消除了焊趾表面的缺陷；同时使焊趾处产生较大的压缩塑性变形，从而产生一定数值的残余压缩应力，调整了焊接残余应力场；并使焊趾部位材料得以强化和硬化。以上多方面因素有效改善了焊接接头及结构的疲劳性能。
　　大家知道，材料内部之所以出现裂纹，是因为材料内部存在很大的内应力，拉应力是内应力的一种表现形式，当材料内部的拉应力大于材料的抗拉强度时，就会发生材料的断裂，产生裂纹，超声冲击装置使金属表层产生较大的压缩塑性变形；同时超声冲击改变了原有的应力场，产生有益的压应力，不但消除了耳轴内部的拉应力，而且还产生了一种有利于耳轴组织的压应力，改善了焊接接头及结构的疲劳性能。使耳轴发生断裂的风险接近于零。
　　结束语
　　一种包罐耳轴的在线修复技术，其特点是运用焊接方法，对受损的包罐耳轴进行焊补，并运用超声冲击装置对焊补焊趾进行处理。从而获得一种高强度，高压应力作用的焊接接头结构，使耳轴经修复后产生裂纹发生断裂的风险趋近于零，有效延长了包罐耳轴的服役寿命，大大降低了生产成本，会得到广泛推广和应用。
　　附图说明