|
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
9 |+ Q. n7 _8 Q# T1前言 - ~$ ~" l4 }: [1 l- N
" Z; A: [( E _( F' Q; m" z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:
8 d3 O% M L3 J( R- V! f/ }9 M6 o k/ b _' r% Z. E# z8 K$ e, {: h
1.1焊接接头易产生白口组织
" [) k+ J* {, l/ ?3 i1 C% D5 G7 d2 o/ S* D3 X) _! o7 h
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。 0 x* r* V; P% C8 e1 b1 g
% K" |% u# ?% o/ [- d( {+ d, p1.2焊接接头容易产生热应力裂纹
0 P3 [! U5 _8 _! B
3 H" J; ?6 S+ c9 Q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。 - R, c. N: S! E5 R' r
# v4 y$ x8 h# f5 @1 j: x1.3 易产生气孔和难熔的氧化物 6 N, R2 O' @3 n6 N
1 \* v5 o0 X7 W
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。 # i! _3 w* b; X, |) t
/ b1 y- U& F: o h+ e6 n
1.4变质铸铁不易熔合
/ W! {% h/ R, ]" ~: ^
7 X; O) [% A% o3 R6 s# Y6 ?) I$ A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。 0 @/ k) d7 R: B/ `% f
& P3 V. n* }& X. A% w
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: 0 q5 S0 I) t2 I0 v3 V. }- ]
+ ^& T: M5 y" }6 W" [5 v
2缺陷的检查 7 \4 p* Y% `8 q3 o
7 W2 O5 H, S+ y- D8 J) Y6 N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- W* H9 H' V# ~
$ _# {% P5 _$ m: O: `! t2.1 用5~10倍放大镜查出裂纹的最终点。 & X& u6 Y5 @% n2 Q" F
; L7 Q" N$ b4 t' q
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。 3 I. l4 Y# j9 M# {0 {# V
( L! M9 X. Z }* c9 y; f2.3 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。
) A' g$ o8 u& M# q6 G' Y
1 ?4 ^2 H, x4 {; E$ k1 B3坡口型式 ; @1 S; i. K6 [ z0 j4 q# T7 B
& {% }& I- p. Y; j
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。
( z9 J( n0 S9 H9 m- G
6 t; u5 T$ o5 T: U0 a9 `( O9 p4钻止裂孔
# K! f/ y2 O8 L/ k/ e" h7 o+ E; O
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。
0 f( d$ x& N0 h9 o# r+ ~( i% ~" y+ `' p( a! L5 L' B+ v
5焊接场地的要求 % O5 b! {+ v% r7 J
8 F; ~: h* ~* k! `. w9 u
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。 # U, `% ?( k5 U5 k1 w
$ N, K2 j7 a$ a t
6焊前清理 # W; m/ e2 `# \
1 }" T! O6 }" T: [( q/ ]! u$ f. I( J. Q
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。 * I( T. Q) u4 Y- q5 I& v) ~: S
/ h+ G8 i! a- M) S7 s# J: d7 |
7焊接材料的选择
+ w2 p% a; w# I& l/ Y! ~( y' H6 |; ^% f& Q
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。 . K$ j, H0 ~' E8 u7 k6 A/ y
- _2 M7 E* ?1 i5 ~, z
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。
, W# u! r' w. G
: o& \8 o$ N# ^ q- G7 Q3 j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。 ; ~) B5 |4 X2 r2 w1 _) d& }
8 z9 S, l0 l; r# U. w8 ]7 `
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。 " h8 d0 N. T) t9 A
- q; K8 Y6 H5 L& d6 A1 R
8电源极性
" l; t6 F: H+ ~) [0 m c) Q
, ?8 p5 @, g: r, O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。
% E7 s5 ]& R; o7 _2 y) v
4 @- w( m8 P9 Q9焊前低温预热 ! Z% d6 `, J5 z# e' z1 S! O- R5 [
3 F, S, y( n0 }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。
8 ?8 O8 Z. k `. i! I
) S G: s& @+ }1 o' w0 X4 J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。
. N6 E; o* \5 k
6 k% _9 f/ f: l) s4 z10焊接电流要适中 * g' x8 Q3 x& ^ b
4 _" F2 Q& V( ?6 H5 w/ c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。 % E$ C4 n8 h1 S" E& T9 e, K2 l. T# q8 J
! f6 M2 a4 W5 Y2 ?/ k3 R2 O# b! O e1 R) F" d4 _. d" k& F1 c& H
0 b! H. Z1 g7 q+ W) `- G! D2 R: h. k+ Q) S7 Z7 P, e8 \
! `$ w1 P+ j1 M; Z$ n
6 c: p' {6 ^' v* f: O: l# Y
|
|