|
马上注册,结识高手,享用更多资源,轻松玩转三维网社区。
您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?注册
x
5 r1 {1 e7 c) L' ^
1前言
8 b5 y9 z& Y9 A6 A. G- w8 J+ N% g6 i8 |: V# \
铸铁是机械工业中应用广泛的材料。但铸件在生产中由于各种原因经常会产生铸造缺陷,如砂眼、缩孔、密集性气孔、裂纹、夹砂、疏松、欠肉等,及在使用中常出现裂纹、损坏等缺陷。因此,铸铁件的焊补就成为很普遍、很重要的问题,搞好这项工作就能节约大量的人力、物力和财力,所以焊补具有很重要的意义,但灰口铸铁件的焊接性较差,如工艺不当,极易产生以下问题:
7 m8 D: D2 Z( R3 l( ^8 b: U7 l+ N2 l- [( e; z- }. |8 ?
1.1焊接接头易产生白口组织 3 b# U2 F. h, w* Q+ ?! `$ C
: ?' x4 `& L9 r7 j1 [1 e8 c5 O1 C铸铁件焊补时,由于石墨化元素不足和冷却速度快,往往会在焊缝与母材交界的熔合线处生成白口组织,严重时会使整个焊缝断面全部白口化(宏观金相时,很直观)。白口组织既硬又脆,很难进行机械加工,而且容易在焊接区域产生裂纹。 3 r. B& y2 X- U
9 \3 N5 L- h( r" {. x+ u1.2焊接接头容易产生热应力裂纹 $ }' Q( B! z' L; i* G6 |- X
) V' n" |1 s# z# F( {焊补灰口铸铁具有工件受热不均匀、焊接应力大及冷却速度快等特点, 使强度低、塑性差的铸铁件,在热应力下很容易形成裂纹。当焊接接头存在白口组织时,应力更加严重,加剧了裂纹倾向,严重时,可使整个焊缝沿半熔化区从母材上剥离。 7 t' }: H$ S3 b
; K0 x: ~- x& ^+ |0 p1.3 易产生气孔和难熔的氧化物
; u; ~7 l I8 x; y# q t |+ o a/ l* E, Q1 l2 A' r
铸铁件晶粒粗大,在铸造时会产生残留气孔、疏松、夹砂、缩孔等缺陷,在长时间使用中,这些缺陷又浸透了油、锈、水分、污物等,焊接时不可能得到彻底的处理,经高温挥发,焊接时熔池金属从液态转为固态时有部分气体来不及逸出,而形成气孔缺陷,尤其铸件中的杂质形成的氧化物(主要是Si2O)熔点高,易形成夹渣和不熔合及熔合不良缺陷,这些缺陷严重的影响了焊接质量。
: e7 R, X+ [8 B# v" E
# Z1 H2 P {) J# c' y1.4变质铸铁不易熔合 ' f0 S4 l; J! P+ S) ~' d9 w+ ~" b% R
& I9 e; p- a' e1 ~+ B0 u4 ^有些铸铁件由于长时间在高温等环境下工作,则石墨析出量增多并聚集长大,石墨熔点高,难于熔合,同时高温生成Fe、Mn、Si等金属氧化物, 其熔点也高,焊补时铁水与熔渣不清, 形不成熔池,烟雾大,焊条熔滴打滚, 不熔合,增加了焊补难度。
3 `& l8 d' t% M2 I& {2 U& R5 `# p i6 d' g! e; A
铸铁件的冷焊法一般采用焊条电弧焊方法进行。具有工艺简单、焊工劳动条件较好;焊前不预热,焊件在冷状态下焊接,受热小、变形小、熔池小,可全位置进行施焊,焊接工艺得当的情况下,白口层较薄,可进行机械加工。经过多年实践,总结出保证铸铁冷焊质量的20条工艺措施和方法。做法如下:
/ y0 G0 s+ W$ W6 q& R
$ N! d- v( c, v- n: c. R9 C2缺陷的检查
: ^8 l% O" m& y5 O5 h4 X# V+ `3 k. N. H! e/ d
焊前对铸件缺陷(主要指裂纹)的检查是非常重要的,只有全部发现问题,才能处理彻底,其做法是:
$ n' R" U9 [+ e! s
& v4 _6 H, x N* G# j1 A4 o2.1 用5~10倍放大镜查出裂纹的最终点。 & ?( E! f0 m* |0 X0 m4 s
- R5 Q: y' o# s) V1 _' {/ d/ J2.2 将裂纹不明显的部位,用火焰加热到200℃左右,可用热胀冷缩法将不明显的裂纹显示出来。 + m6 I; W2 X' x. l
* u( E3 P6 D. P- v1 [- y
2.3 还可用煤油渗透法来检查,渗煤油后,擦去表面的油渍,再撒上一层滑石粉,用小锤轻敲,不明显的裂纹就会显露出来。
3 Z8 E/ t. P' Y' ]4 U! q2 L: V. ~! f4 L7 D! e
3坡口型式 ; }2 u9 u- ?, k6 j/ O" P
. S8 h2 N9 d! d3 V8 p坡口可开成V型或U型,坡口底部要求带有圆角,坡口角度视铸件厚薄、缺陷形状而定,一般以50°~70°为宜。这样可减少母材在焊缝中的熔合比,达到减少焊接应力、防止裂纹、避免焊道根部剥离的目的。 . C9 R% o' Z) C- [
. d$ u, C4 Z0 o" _8 t S+ P" s4钻止裂孔 {0 y2 \7 A/ W" J1 `: d5 F8 n o
' S, q( t7 C! T4 b钻止裂孔是为了防止铸件在焊接中受热时裂纹继续向两端延伸扩展,并减缓焊接应力的有效措施。根据铸铁件缺陷厚薄,一般钻Ф6~10mm孔即可,孔的上端用较大的钻头扩成喇叭口状,以利焊接熔合良好。 7 x- D1 u. m8 ^& N# Y4 f- L* p
: k2 h: o8 g$ P$ j/ I* T5焊接场地的要求 ) Z7 v) g1 c6 F9 \/ v
5 P" y( e" B, ^5 |% o8 i0 @5 [最好选择室温在15℃以上的室内施焊,一般不宜在露天作业,严禁在通风处施焊。
5 T1 b4 A0 N' G8 w5 h4 \: t' R6 _: x* ^
6焊前清理
% t6 B( [4 C" \( }; O
% c; i2 r* T. N7 {. q1 u由于使用过的铸铁件一般沾满油污、水分及锈蚀等,焊接时如不彻底清理干净,将严重影响焊接质量,甚至焊接不能顺利进行,所以焊前的清理工作十分重要,要求露出金属光泽。 * B3 O- a% ?+ O+ m
4 P; q3 S& N) D. F7焊接材料的选择
+ K8 t/ U* z' c( L4 T
4 g2 I/ v5 ]2 c3 ^5 u# h% _& N: |为确保补焊质量,正确选择焊接材料是关键。由于铸铁材质不同,各种金属元素含量不一,石墨的存在形式不同,铸铁缺陷内部的腐蚀渗透也不一样。我们的经验是:选用焊条应主要看焊条熔化时对焊件的熔合是否良好,与母材熔合良好,能均匀稳定地进行焊接,就是较理想的焊接材料。 / ~6 ~* _" I; h4 v! L0 n$ ^
: p2 W( o9 a/ E- l) E1 C/ k0 e如采用普低钢电焊条(E4315、E4316、E5015、E5016等)。优点是成本低,抗裂性较好,能与母材较好的熔合,有一定的强度,适合于不要求机加工的铸铁件补焊。其缺点是焊缝的塑性较差,如工艺采取不当,焊缝易产生裂纹和剥离现象。 1 `8 r* f1 z: W* p( }7 V' @& @
1 ^3 d$ h8 N: E采用镍基铸铁焊条,其抗裂性及机加工性均好,能溶解碳而不形成脆硬组织,同时镍是较强的石墨化元素, 对减弱熔合区白口层有利,不易出现裂纹。但价格较贵,不利于大量或大面积的铸铁补焊时使用。采用镍基焊条焊过渡层,再用普低钢焊条填充坡口。实践证明,选用该方法进行铸铁冷焊,不但焊接质量令人满意,而且大大降低了焊接材料成本。 $ p. k" z/ Y0 F0 P, m
' _& F! q8 e# `5 y
与此同时,我们还将CO2气体保护半自动焊用于铸铁件的补焊(焊丝选用H08Mn2SiA),也取得了很好的效果。
$ t4 J; n/ U6 a" D, N R
+ l1 }' q m. K8电源极性
- M; B& L; f% V4 p4 A; E' D
( f7 f$ G9 [1 D( t" P! v: A: Z5 k焊接电源交、直流均可,但以直流为宜。镍基焊条应用直流反接,碳钢焊条(指碱性)采用直流反接为好。 ! F, k& P# D. [
# C8 @4 `0 B( x0 }
9焊前低温预热 $ x- e2 L% K; m7 Q
+ \1 N1 j6 ^0 q: R焊前预热能均衡焊接区域的温度, 对控制白口层,减少焊接热应力,进一步清理坡口内的油污、水分等杂质, 使焊缝熔合良好大有好处。
; ^' F2 |3 f5 S6 D% I$ ~
6 J9 J+ F9 @' L# h* [" t其做法是用氧-乙炔等火焰将坡口以及坡口两侧各100mm内预热到150℃左右,但应注意预热温度上升要均匀,不能在某一点或区域上升太快。
# A# H9 u& g- P1 ^3 C6 E3 s
8 @% x7 v, k, V" o- ~10焊接电流要适中
# x+ w6 v: m+ ^9 r
& S) _' U8 W) D \) f' j施焊电流的大小选择很重要,必须严格掌握。当电流过大时,焊接区域温度上升得既快又高,热影响区增大,产生的热应力也明显增高,出现裂纹和剥离的倾向也会增大;而焊接电流过小,使母材熔合不好,强度下降,也容易产生裂纹。为降低焊接温度并使其熔合良好,应尽量采用小直径焊条施焊,焊接电流可按附表选取。 6 e/ J# u h& F+ F1 Q
" I/ w4 c: n; ?) e, o2 C+ K
4 u, w0 r) g! u/ C8 O$ X
6 c k: f5 G) N3 V R/ m$ |* G8 x/ w' m- R
5 f, W8 Q5 J1 j3 K) j7 \8 ^, w0 [ Z3 K H* k+ L) |! ?
|
|