鑄鐵件的焊接修復(fù)工藝要點(diǎn)

宋楠楠

摘要：由于鑄鐵件的自身材質(zhì)問(wèn)題，給焊接修復(fù)帶來(lái)了很大的困難。分析鑄鐵件在焊接修復(fù)時(shí)的主要困難的基礎(chǔ)上，對(duì)如何提高鑄鐵件的焊接質(zhì)量的工藝方法進(jìn)行了介紹。

關(guān)鍵詞：鑄鐵件；焊接；缺陷；質(zhì)量

中圖分類號(hào)：TG45712文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Adoi：10.14031/j.cnki.njwx.2017.04.061

農(nóng)業(yè)機(jī)械上的好多零件為鑄鐵件，在農(nóng)業(yè)機(jī)械修理中經(jīng)常要遇到鑄鐵件的焊接修復(fù)，而鑄鐵是焊接性不良的材料，給維修工作帶來(lái)了一定的困難。提高鑄鐵件的焊接質(zhì)量對(duì)提高農(nóng)業(yè)機(jī)械維修效益有著重要的意義。

1鑄鐵件在焊接修復(fù)時(shí)的主要困難

由于鑄鐵是焊接性不良的材料，因此采用焊接修復(fù)時(shí)會(huì)產(chǎn)生下面幾種主要困難。

（1）焊接接頭易產(chǎn)生白口組織。焊接時(shí)熔化區(qū)很小，冷卻快，在焊縫金屬與基體分界線上易產(chǎn)生白口薄層，既硬又脆，不但使加工困難，而且使用中易產(chǎn)生裂紋，甚至脆斷。

（2）焊接接頭易產(chǎn)生裂紋。焊接中半熔化區(qū)白口鐵收縮量比灰口鐵收縮量大得多，二區(qū)之間產(chǎn)生的熱應(yīng)力很容易超過(guò)強(qiáng)度極限而形成縱向裂紋。局部過(guò)熱也會(huì)使母材性能變壞（晶粒大、組織疏松、變脆），加劇應(yīng)力的不均衡狀態(tài)促使裂紋生成。

（3）焊縫易產(chǎn)生氣孔。由于鑄鐵含碳量高，特別是鑄鐵件內(nèi)易吸收油脂和污物，所以焊接時(shí)易生成CO2及其它氣體，而鑄鐵從液態(tài)到固態(tài)變化過(guò)程快，氣體不易逸出而產(chǎn)生氣孔，使焊縫強(qiáng)度受到很大的影響。

此外，鑄鐵組織、零件結(jié)構(gòu)形狀與對(duì)焊接修復(fù)要求的多樣性，也使鑄鐵焊接復(fù)雜化。

2焊接工藝的種類

2.1熱焊和半熱焊修復(fù)

在零件焊接前要進(jìn)行高溫預(yù)熱，預(yù)熱可用大的煤氣火焰噴嘴或加熱爐進(jìn)行。用氣焊或電焊的方法可以達(dá)到滿意的焊接效果（焊后緩冷，并時(shí)效處理），這適合于鑄造車間修復(fù)鑄件毛坯的缺陷，用與基體相同材質(zhì)的焊條可達(dá)到加工后看不出焊接修復(fù)痕跡的效果。但是，這種熱焊由于勞動(dòng)條件差，生產(chǎn)效率不高，周期長(zhǎng)，需要加熱和保溫爐，而加熱又將使零件變形失去原有精度，因此應(yīng)用受到限制。

2.2冷焊修復(fù)

冷焊就是在常溫下或只對(duì)工件進(jìn)行低溫預(yù)熱然后施焊。冷焊雖也有困難，但比較簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)，勞動(dòng)條件也好，是一種很有前途的方法，近年來(lái)發(fā)展較快。鑄件冷焊要求焊后有較高的強(qiáng)度、嚴(yán)密性，并可進(jìn)行切削加工。這就需要用特殊的焊條，如銅鐵系焊條、鎳銅系焊條和鎳鐵系焊條等。

（1）使用銅鐵系焊條冷焊，焊縫的抗裂紋能力強(qiáng)，具有相當(dāng)高的強(qiáng)度，但存在白口層和淬硬組織，不利于切削加工。

（2）使用鎳銅系焊條冷焊，則焊接接頭的加工性能較好，熔合區(qū)的白口層和淬硬層很薄，但接頭強(qiáng)度和抗裂紋能力不如銅鐵系焊條，更不宜用來(lái)補(bǔ)焊面積較大的缺陷或剛度很大的工件。

（3）常用的鎳鋼合金是蒙耐爾合金，它的成分是：Ni=65%～70%，F(xiàn)e=2%～3%，Mn=1.2%～1.3%，其余為銅。

3使用奧氏體鐵銅焊條的焊接工藝

3.1準(zhǔn)備工作

仔細(xì)了解被焊件的情況。如損壞情況和原因、結(jié)構(gòu)及尺寸、鑄鐵組織、剛性、焊接操作條件、使用要求等，以便確定修復(fù)方案。

（1）清洗焊接部位。對(duì)未完全裂開(kāi)的工件要找出裂紋端點(diǎn)。尋找方法是將煤油滲入裂紋，用乙炔焰迅速烤掉表面上的油，涂白粉筆粉，查看縫中油滲出的印跡。對(duì)鑄件大、壁厚、關(guān)鍵部位有裂紋跡象，不可使用上述方法，可用王水腐蝕法，手砂輪打磨光可呈現(xiàn)一條可見(jiàn)黑線。

（2）端點(diǎn)上鉆孔。為防止裂紋延伸，要在裂紋端點(diǎn)上鉆孔，孔徑為3～10 mm（隨壁厚增大而增大）。

（3）焊處開(kāi)坡口。對(duì)已經(jīng)斷開(kāi)的零件，要合攏、復(fù)原、夾固并點(diǎn)焊住再開(kāi)坡口。對(duì)受沖擊負(fù)荷的大型厚壁鑄件，應(yīng)先熱壓扣合再開(kāi)坡口。盡量開(kāi)兩面坡口，先開(kāi)一面焊好，再開(kāi)另一面并施焊（可用電弧開(kāi)坡口，這樣簡(jiǎn)單易行且效率高）。

（4）預(yù)熱工件。在焊前要火烤除油，并低溫預(yù)熱，這可在電爐中或用乙炔焰（大面積烘烤）來(lái)進(jìn)行，速度要緩慢，均勻地預(yù)熱至50～60 ℃，焊接部位要放平，夾固。焊條應(yīng)放在200～250 ℃電爐中烘烤30～50 min。

3.2焊接操作

（1）焊接順序。焊時(shí)先點(diǎn)焊定位，按從中間向外、對(duì)稱、分散的順序施焊。也可采取分段、短段、分層、交叉、分散、斷續(xù)、逆向操作等方法。對(duì)多裂紋者，先焊支裂紋，后焊主裂紋，從止裂孔焊向裂紋中心部位。

（2）電流控制。開(kāi)始電流大些，在焊坡口中間時(shí)小些，在坡口即將焊平時(shí)電流調(diào)至最?。蓽p少基材熔化量），并以回火焊道來(lái)焊接。填堵裂孔時(shí)電流先大些，即將補(bǔ)平時(shí)小些，也以回火焊道來(lái)補(bǔ)焊。

（3）運(yùn)條方法。在焊接的過(guò)程中，對(duì)于焊條的運(yùn)條以直線劃小圈為宜，焊道寬窄要合適，多取直線（旱劃小圈運(yùn)條）不宜月牙或鋸齒等兩邊擺動(dòng)的運(yùn)條法施焊。

（4） 溫度控制。為避免焊接時(shí)的溫度過(guò)高產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力，應(yīng)當(dāng)做好焊接時(shí)的溫度控制。在控制焊接電流與運(yùn)條手法的基礎(chǔ)上，還可以通過(guò)控制一次焊縫的長(zhǎng)度、速度的方式，避免電弧在某一焊接區(qū)域停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)造成局部溫升過(guò)高。焊接時(shí)需要按照“先短后長(zhǎng)”“先里后外”“分段退焊”和“分段跳焊”的焊接順序做好鑄鐵件的焊接。

（5）錘擊和鏟修。每次熄弧后，熔池由液態(tài)剛凝固，即紅色消失瞬間的四五秒鐘，用圓頭小錘錘擊焊縫，有效地消除收縮應(yīng)力，防止裂紋。錘擊后用鏨子修整焊縫。焊縫不燙手時(shí)再次引弧焊接。有氣孔時(shí)要鏟掉重焊。

（6）補(bǔ)焊。在鑄鐵件的焊接過(guò)程中如果遇到一些厚度較大的鑄鐵件，可以使用窄焊道、多層堆焊法來(lái)完成焊道的焊接。對(duì)于一些缺陷區(qū)域較大且缺陷較為嚴(yán)重的鑄鐵件，在焊接的過(guò)程中需要將缺陷較為嚴(yán)重的區(qū)域去除，而后按照挖除后的區(qū)域尺寸下料進(jìn)行挖補(bǔ)鑲焊。

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