修复轴颈前应根据主轴轴颈的磨损情况确定修复方案。

主轴轴颈磨损较轻（2～5mm），一般采用堆焊的方法，或采用等离子喷涂，或采用喷焊耐磨材料；主轴轴颈磨损较严重（沟槽深度>5mm），采用镶套的方法较好。

图5-4　主轴磨损检查测量示意图

1—主轴法兰；2—主轴；3—外径千分尺测量头；4—主轴密封轴颈；5—刀口尺；6—钢板尺；7—水导轴颈

1.堆焊法

（1）根据主轴的材质选用相应的焊条进行堆焊。碳钢轴一般选用ϕ3.2～ϕ4mm的结507或热317焊条堆焊；或者不论轴为哪一种材料，均可选用堆277或奥202等18-8型焊条，以便增加轴颈的耐磨和抗腐蚀性。

（2）堆焊前，应将堆焊部位的漆、锈等污物清理干净，露出金属光泽。非堆焊部位用石棉绳或石棉布包裹，以免熔化金属飞溅到上面去，保证主轴不需要修复的部位不受损伤。

（3）焊条应烘干，结422焊条为200℃，保温1～2h；结507及热317焊条为350℃，保温1h；奥202焊条为150℃，保温1～2h。

（4）轴的堆焊部位用感应加热器或氧乙炔焰加热（一般不用）到200℃左右。

（5）为防止轴在堆焊时发生扭曲变形，一般可采用如下措施。

1）为了使工件受热少，采用直流反极性电源进行焊接，焊接时尽量减少母材的熔化量，使工件受热少，减少工件的焊接变形。在保证能焊透的情况下，应尽量采用较小的电流值（一般比焊接低碳钢小10%～15%），同时焊接速度应尽量快。

2）堆焊圆柱形表面，应先分别在轴的两端各焊一道环形焊缝。焊环形焊缝时，每次只能焊25～30mm长（或圆周的1/8～1/4），而且必须对称地进行焊接。环形焊缝焊好后，才依次沿轴线方向堆焊圆柱表面，每焊一次均在已焊的环形焊缝上起弧和落弧，并且由轴的大头焊向小头，焊条成直线运动。焊完一道焊缝，必须对称地转动主轴180°后再焊另一道焊缝。每焊一次，焊长不超过40mm。每次熄弧后，必须彻底清除焊渣，并使工件冷却到30℃以下（若轴泡在水中，与工件接触的水面不起气泡，也不发出“兹兹”的响声时刚好）。在整个圆柱表面堆焊完一层之后，才用同样方法堆焊第二层或第三层，直到焊够尺寸，并有2～3mm的加工余量，最好是像开始焊接那样，分别在轴的两端再薄薄地焊接一道环形焊缝。

（6）当工件焊完并冷却后，仔细检查有无焊接缺陷。若有缺陷，必须补焊好，才能进行机械加工。

（7）工件焊好后应立刻进行局部低温回火处理，用感应加热器加热。

（8）加工前应将工件装夹于车床两顶针之间用百分表检查。若有很小的变形，可以通过修正顶针孔的方法进行校正。加工时，先将要焊补的焊缝粗车一刀检查，若有未焊透或发现严重焊接缺陷，应将其补焊好后再进行精加工。(www.daowen.com)

2.镶套法

（1）先将水轮机主轴装夹，并在车床上找正，将主轴轴颈根据损坏情况修整，如图5-5所示，直径d不得小于轴径的60%。

图5-5　主轴轴颈的修复结构图

（2）按照主轴的材质选用相应的材料，对于水质较差、泥沙含量大、主轴轴颈磨损严重的水轮机组可选用1Cr18Ni9Ti不锈钢或其他耐磨材料来制作钢套。钢套的结构如图5-6所示。其中钢套的d孔与轴d的配合应有0.15～0.20mm的过盈量，钢套长度L与轴上L应有0～0.05mm过盈配合量。钢套的外径D应有3～5mm的精加工余量。

（3）钢套车制完毕后，钢套按照结构图5-6切为对称的两半，并且加工出坡口后，将钢套用抱箍或卡子等专用夹具固定于主轴轴颈镶套的位置上，用手锤敲击钢套的外壳，若未发出空旷的声音，就可点焊牢固于主轴上。焊条与钢套材质相符，宜采用T507或奥202、堆277，且先用ϕ2.5焊条打底（堆焊底层）。

图5-6　主轴钢套图（单位：mm）

（4）采用直流反极性电源焊接时，选用焊接电流的最小值，但要保证母材焊透。采用分层焊法，每次焊接长度为整个坡口的长度。焊条成直线移动，焊速要快，但母材要熔化良好，电弧尽量压低些，短段、分层、对称或交叉地进行焊接。每焊一层时，先分别焊坡口的边缘，再分别从坡口的中间收拢，如图5-7所示。每焊完一次，必须将熔渣仔细清理干净，锤击焊肉，并等到不烫手时（30℃以下）才再次起弧施焊。

图5-7　主轴轴颈镶钢套焊接顺序图

1—钢套；2—主轴

（5）检查焊接缺陷。将被堆焊的圆柱表面进行粗车，留下精车余量0.3～0.5mm，仔细检查各堆焊面有无严重的气孔及未焊透处，若有上述缺陷，可不拆下工件，就地（在装夹位置）进行局部补焊。当缺陷补焊好后，再继续进行精加工工序。加工完毕，尺寸精度等完全合格后才进行装配。

综上所述，堆焊法对焊工的焊接技术要求较高，工件焊后变形不容易控制。对于轴颈缺陷较严重的情况来说，更难以保证其技术要求，同时工效低、周期较长。而镶套法，焊接工作量小，较之堆焊法焊后变形相对就小得多，工作效率高，检修周期能够得到可靠保证。因此，一般主轴轴颈的修复只宜选用镶套法。

最后，为了严格控制焊后变形，在有条件的电站焊补主轴轴颈时，不论采用什么修复方案，将主轴浸泡入水中再进行焊接最佳。