|
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
/ C! |3 }3 ~3 T4 f+ u# q
1前言
6 t. H% U, m7 Z. c' C/ w7 `5 G$ r3 `; t
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:
( _! O6 o% x3 @" k4 V7 g7 x' F. Z' g- @+ q' T
1.1焊接接头易产生白口组织 / B' R2 ^7 C8 J3 ~2 \. r
, I0 v# R1 I9 v$ j5 s& X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。 ' X# b& W# F% T! K- f% g
7 S$ w3 _' n, v0 \! @. _
1.2焊接接头容易产生热应力裂纹 ) F: M! g/ K8 N5 l/ L
: S$ y: L: t: P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。
. [# x- h6 e! a1 s, |0 H# f g* Y* V( @0 s9 ]
1.3 易产生气孔和难熔的氧化物 : [, C& L) N# D% a v5 O" }- _, E
" D$ K" {; c7 B" ~: w; r! s7 J
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。 1 R, f3 }6 x: Z6 _5 `! ]$ n
4 n) e) [+ z7 q1 S: F1 D& m' a1.4变质铸铁不易熔合 ! R3 |/ Q- x: S& M
7 S" c4 K+ s7 i9 W* L/ h. L: y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。
1 X9 ]3 e m$ D N6 N0 _2 E* C4 ]/ D, ~4 c3 S
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:
, d1 o& y- n1 D! V' K4 @! k$ z9 V& M1 k; D9 J0 S# i3 z
2缺陷的检查 & Z5 x; h9 t0 R
9 ]+ }# p0 x# J9 C4 K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: 8 |5 A* ?% g% Y* {* n7 b7 v: |
6 B: x7 E' M9 D* X- P! Z' q7 U2.1 用5~10倍放大镜查出裂纹的最终点。
& Y. b: f- o2 U" r' S" k% n) x( U Z
2.2 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。 , y1 w4 t8 [; m |0 M3 v+ S
8 W) Q. t2 E: H: m3 P, I2.3 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。
' B5 `7 Z% [/ D3 l1 o8 o5 S- K4 C; i/ Y0 X$ M% B
3坡口型式
5 i7 m/ k( z& H4 ~, _2 t0 K1 K
. f! T( K0 s- m2 G3 y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。
0 |: J q# l8 ~/ Z5 |- c" H5 ~0 R. O$ v5 j
4钻止裂孔 6 x" _6 Z* O9 G8 V/ R% p8 L
a( R( s6 ^$ K, ^8 ^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。 ! M1 r x( X* z9 A# \. j
5 M6 q/ _3 z% }) g! d* Y7 R$ l5焊接场地的要求
, J7 {1 n8 ~2 T, O& A7 {
, ?0 \5 P! c- W! N F2 E0 m! Q3 R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。
6 w$ _! r& Z$ T% P i6 @. `2 [; |5 h
6焊前清理 % V$ @, C: K0 t: r
& y% U* {4 g' b
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。 + {8 P6 R# T! ]9 j' x5 m1 b
" a5 Z% B5 m g9 z1 J. o! R& |$ ~ @
7焊接材料的选择
. e. J" o( y4 R1 A; z/ N/ Y/ l0 U/ \+ P& F" K
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。
8 I3 C" u# S: E
7 z" m& Q* N* O% C0 H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。 9 A- ^/ Z. h' @
" Q" K* x2 a1 O6 @+ b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- |; h# ?' X2 N" f& \8 Z
: K4 f2 O, i* e3 s5 ]- s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。
& E% p* _- P( F/ r% ]2 U8 H/ x1 [: P% j$ q3 H5 u
8电源极性
. [1 ~2 }0 R+ u: z9 V9 p+ J% J5 K- v6 q- `/ K1 K" z
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。
- C0 Q" P6 q; ]% b/ B. F' i4 I/ r1 i \# p" N' d
9焊前低温预热
( i6 d" R. i( j% q, ?' j
5 b) S7 _3 O) A4 j3 B% w4 W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。 1 [* W3 Q, L% k8 X1 C
, ?4 c3 N# T1 ~. D5 G$ ]2 V
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。 ' p( ?% O+ ^5 a- p8 b
9 \1 ^: c! k4 V% I& \8 W$ l10焊接电流要适中
( _3 U/ a% H! |" ~2 H" l9 p8 w
/ I3 I% R7 T5 i' ]9 S* M! h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。 9 Y/ {5 T+ @- I! K, n8 Q
; ]8 T1 o$ z; D8 ?# G$ _
6 J, ^& Z1 z3 [; A q
: T+ S4 f" @' S3 i% i1 I
+ E$ H+ {$ ~& y& K ^2 f
2 u; C+ B2 j' C0 [' }/ O1 X4 X7 k F7 O' Z
|
|