鑄鋼件可焊性分析及修復(fù)補(bǔ)焊注意事項(xiàng)

姚大勇　韓 月

（1.北方重工集團(tuán)沈陽鑄鍛工業(yè)有限公司，遼寧　沈陽　110023；2.北方重工集團(tuán)有限公司，遼寧　沈陽　110141）

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鑄鋼件可焊性分析及修復(fù)補(bǔ)焊注意事項(xiàng)

姚大勇1韓 月2

（1.北方重工集團(tuán)沈陽鑄鍛工業(yè)有限公司，遼寧沈陽110023；2.北方重工集團(tuán)有限公司，遼寧沈陽110141）

摘要：我國經(jīng)過了多年的發(fā)展，已經(jīng)建立起了較為完善的工業(yè)體系。鑄鋼件是在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用較多的鋼材，其性能與鑄鐵較為相似，但相對(duì)于鑄鐵在強(qiáng)度方面較高.同時(shí)由于鑄鋼工藝復(fù)雜，容易在鑄造的過程中形成氣孔、角度出現(xiàn)偏差、裂紋、砂眼等的缺陷，為提高鑄鋼件的使用性能，需要對(duì)鑄鋼件進(jìn)行一定的補(bǔ)焊修復(fù)，如果采用較為合理的鑄鋼件修復(fù)工藝從而可以使得缺陷部分得到與鑄鋼件本體相同或是較為接近的使用性能，從而為后續(xù)加工制造帶來較大的方便。

關(guān)鍵詞：鑄鋼件；補(bǔ)焊；缺陷；修復(fù)

鑄鋼件在鑄造的過程中由于工藝、環(huán)境、設(shè)備等的原因在鑄造的過程中會(huì)在鑄鋼件表面產(chǎn)生裂縫、砂眼、氣孔等的缺陷，為提高鑄鋼件的使用性能需要對(duì)鑄鋼件缺陷進(jìn)行一定的修復(fù)，從而使得鑄鋼件缺陷區(qū)域附近能夠得到與鑄鋼件相近或是相似的組織與使用性能。本文將對(duì)鑄鋼件的可焊性進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上對(duì)如何做好鑄鋼件的修復(fù)進(jìn)行介紹。

1 鑄鋼件的修復(fù)可焊性

鑄鋼件由于不同工藝、材料配比導(dǎo)致其可焊接性能也各有差異，其所采用的焊接工藝也不盡相同，在對(duì)鑄鋼件的可焊性進(jìn)行分析時(shí)可以采用對(duì)鑄鋼件中的碳當(dāng)量進(jìn)行估算或是采用試驗(yàn)的方法來確定鑄鋼件的可焊性。其中碳當(dāng)量法主要是通過對(duì)鑄鋼件中的化學(xué)成分來進(jìn)行估算從而確定鋼材中的化學(xué)成分對(duì)于鋼材焊接熱影響及淬硬性的影響程度。從而對(duì)鑄鋼件在焊接時(shí)所產(chǎn)生的冷裂紋程度及脆化程度等進(jìn)行估算。同時(shí)在鑄鋼件修復(fù)焊接的過程中需要結(jié)合鑄鋼件的結(jié)構(gòu)形狀、鋼材的剛度等綜合考慮鑄鋼件修復(fù)的可焊性，尤其是對(duì)于一些較為重要的鑄鋼件修復(fù)，首先需要對(duì)鑄鋼件材料進(jìn)行一定的可焊性試驗(yàn)，確定鑄鋼件的可焊性，并選擇較為合適的母材。

2 鑄鋼件的修復(fù)焊接過程

2.1 鑄鋼件修復(fù)區(qū)域開坡口

在鑄鋼件的補(bǔ)焊過程中較常出現(xiàn)的問題主要有：（1）在鑄鋼件焊接時(shí)由于溫度的突然變化導(dǎo)致鑄鋼件內(nèi)產(chǎn)生較為嚴(yán)重的焊接應(yīng)力，隨著焊接應(yīng)力的積聚會(huì)使得鑄鋼件產(chǎn)生較為嚴(yán)重的裂紋及鑄件形變；（2）鑄鋼件修復(fù)補(bǔ)焊的部位與鑄件本身的性能有較大的差距，無法形成良好的使用性能；（3）焊接過程中出現(xiàn)氣孔、夾渣等影響鑄鋼件性能的缺陷；（4）融敷金屬與母材融合性不高。為提高鑄鋼件修復(fù)補(bǔ)焊的效果需要做好對(duì)于鑄鋼件性能的試驗(yàn)，從而掌握正確的補(bǔ)焊操作方法：（1）做好鑄鋼件缺陷部位的清理工作，在鑄鋼件修復(fù)補(bǔ)焊之前首先需要對(duì)缺陷部位表面的氧化皮、雜質(zhì)、夾渣等影響補(bǔ)焊的因素去除，從而使得融敷金屬能夠與母材更好的進(jìn)行結(jié)合，確保鑄鋼件修復(fù)的質(zhì)量。（2）為提高焊接質(zhì)量需要在鑄鋼件修復(fù)部位開坡口，從而提高鑄鋼件焊接的強(qiáng)度，其中，在鑄鋼件表面開坡口的過程中需要根據(jù)鑄鋼件表面缺陷的特性和鑄鋼件的特點(diǎn)來進(jìn)行確定，其中所開的坡口應(yīng)當(dāng)使得鑄鋼件的補(bǔ)焊部分向外擴(kuò)張，形成口大里小的形狀，在開好坡口后需要對(duì)所開坡口的表面進(jìn)行清潔和整理，去除表面的雜質(zhì)，其中坡口的深度需要達(dá)到可以漏出完好的金屬，為確保鑄鋼件補(bǔ)焊熔敷金屬與母材形成良好的熔接性并防止裂紋的產(chǎn)生，在坡口的底部及轉(zhuǎn)角都應(yīng)盡量保持光滑，并去除尖角，同時(shí)為了更好地避免開坡口或焊接的過程中裂紋的進(jìn)一步擴(kuò)展，在鑄鋼件缺陷區(qū)域開坡口之前應(yīng)當(dāng)在裂紋的末端或是距離裂紋末端約5mm～10mm處進(jìn)行鉆孔，鉆頭選用5mm～10mm的鉆頭，并將鉆孔的深度控制在10mm以內(nèi)。

在對(duì)脆性材料或是較為重要的鑄鋼件進(jìn)行修復(fù)的過程中，首先需要對(duì)其母材進(jìn)行一定的可焊性試驗(yàn)，確定鑄鋼件母材的可焊性的基礎(chǔ)上需要完成對(duì)于脆性材料及重要鑄鋼件的退火后再對(duì)鑄鋼件缺陷區(qū)域進(jìn)行開坡口處理。為防止鑄鋼件在修復(fù)焊接的過程中由于溫度的變化所產(chǎn)生的應(yīng)力而導(dǎo)致的裂紋與形變，在鑄鋼件修復(fù)補(bǔ)焊之前需要對(duì)缺陷區(qū)域或是整個(gè)鑄鋼件進(jìn)行預(yù)熱，其中，對(duì)于鑄鋼件預(yù)熱溫度以及預(yù)程度的控制主要是根據(jù)鑄鋼件的可焊性能以及鑄鋼件的結(jié)構(gòu)形式與缺陷所在部位來進(jìn)行確定的，在鑄鋼件修復(fù)焊接時(shí)可以采用冷焊或是熱焊的方式。其中對(duì)于低碳鋼或是低合金鋼等塑性與可焊性較好且結(jié)構(gòu)較為簡單、缺陷性不大的一些區(qū)域，可以在鑄鋼件修復(fù)補(bǔ)焊時(shí)采用冷焊的方法加以補(bǔ)焊，而對(duì)于一些高錳鋼等的鑄件則通常需要在淬火后在進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)焊，高錳鋼由于其材料特性在修復(fù)焊接時(shí)無需采用預(yù)熱。而對(duì)于鑄件中的中碳鋼、高碳鋼以及合金鋼塑件等的可焊性較差且焊接難度較大的鑄鋼件則在鑄鋼件修復(fù)補(bǔ)焊時(shí)必須要對(duì)其進(jìn)行預(yù)熱。

2.2 鑄鋼件修復(fù)補(bǔ)焊時(shí)對(duì)于焊條的選擇

在鑄鋼件修復(fù)補(bǔ)焊時(shí)需要根據(jù)鑄鋼件材料的物理、化學(xué)以及力學(xué)特性來對(duì)焊條進(jìn)行相應(yīng)的選?。海?）在焊條的選擇時(shí)需要根據(jù)等強(qiáng)度的選擇首先需要選擇滿足力學(xué)性能的焊條，同時(shí)結(jié)合母材的可焊性，選用非等強(qiáng)度的焊條。（2）在焊條選擇時(shí)應(yīng)盡可能的選擇與母材成分相近的焊條。（3）當(dāng)鑄鋼件母材中含有的碳、磷、硫等有害雜質(zhì)校對(duì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)盡可能的選擇具有抗裂性與抗氣孔性能較好的焊條，用以確保對(duì)于鑄鋼件修復(fù)補(bǔ)焊的可靠性。

根據(jù)待修復(fù)鑄鋼件的工作條件以及使用性能等來對(duì)焊條進(jìn)行選擇：（1）當(dāng)鑄鋼件工作時(shí)需要承受載荷和沖擊載荷時(shí)，為確保鑄鋼件補(bǔ)焊效果需要選用低氫、鈦鈣等的焊條。（2）對(duì)于磨損條件下工作的鑄件，以及耐腐蝕條件下的鑄鋼件，應(yīng)當(dāng)在考慮且工作條件的基礎(chǔ)上選用較為合理的焊條。在考慮以上條件的同時(shí)還需要在考慮鑄鋼件的幾何形狀與復(fù)雜程度。

2.3 鑄鋼件修復(fù)補(bǔ)焊要點(diǎn)

在鑄鋼件補(bǔ)焊時(shí)根據(jù)材料特性選擇合適的焊接電流，在鑄鋼件修復(fù)補(bǔ)焊時(shí)應(yīng)當(dāng)盡可能的使補(bǔ)焊的部位朝上，從而方便焊接操作。對(duì)于一些鑄鋼件表面缺陷區(qū)域較大的焊件，需要在修復(fù)焊接時(shí)采用平面堆焊法，對(duì)于高碳鋼和合金碳鋼等在焊接時(shí)無需預(yù)熱的鑄鋼件，需要在焊接時(shí)每焊完一段或是一層后對(duì)其進(jìn)行敲擊，避免熱應(yīng)力積聚而導(dǎo)致新裂縫的產(chǎn)生。

結(jié)語

鑄鋼件由于工藝等的原因?qū)е缕淙菀桩a(chǎn)生砂眼、氣孔等影響其工作性能的缺陷，為更好的提高鑄鋼件的工作性能需要對(duì)鑄鋼件的缺陷進(jìn)行修復(fù)補(bǔ)焊，本文在分析鑄鋼件可焊性的基礎(chǔ)上，對(duì)如何做好鑄鋼件的修復(fù)補(bǔ)焊進(jìn)行分析介紹。

參考文獻(xiàn)

[1]趙穎.重型鑄鋼件的焊接修復(fù)[J].焊接技術(shù)，1995（05）.

[2]李偉，馬玉文，等.大型低合金鑄鋼件與高強(qiáng)度船用結(jié)構(gòu)鋼厚板的焊接[J].焊接技術(shù)，2008（03）.

中圖分類號(hào)：TG457

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A