|
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 v% D; Z. f/ M' `
1前言
7 x4 d, g: j# T* D% U
) ~- v0 A7 d( f3 f$ Q% c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: 5 f/ P+ K1 l; K6 Z# ?
, U. P: o& x6 q8 V. [( w! O
1.1焊接接头易产生白口组织 2 ?' E5 d- H% L2 [& r
7 v; G; x: O5 i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。
& y4 Q4 x( H" u& I$ D! M& H& Q% _7 |: n8 i
1.2焊接接头容易产生热应力裂纹 & y3 t9 ?8 N6 j5 Q% q4 P3 j, g; v
6 c D8 X" r- j0 S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。 ) g5 c; Y$ l: s n
" g+ n% e) X& i: r, h+ j/ R @! f" z1.3 易产生气孔和难熔的氧化物
# `) `, g% @5 s+ ~7 N$ ]3 f' h( B8 A) |* j' G& E1 b; B
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。
" ` l: [( N7 n' ]* D# E! f( p& [8 @% Z2 L; L# ]
1.4变质铸铁不易熔合
4 M! R& m$ _/ Z! t* B2 `# K3 C( Y4 X* Y! I6 G, E
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。
! k8 D0 {. Q3 p% U2 p% R- `; p( Y
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:
; E8 U" H7 K7 x5 E0 x) b4 w: W2 c: t% ?( m% }) r/ C$ m/ k
2缺陷的检查
2 K, N; p9 i. U, p4 M0 N" X+ J
7 Y& X1 T. E8 W0 I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:
* A% J8 V1 V& _0 m! c q- L9 b- R% F( ?1 F7 n
2.1 用5~10倍放大镜查出裂纹的最终点。 + ]/ b6 I( ^- z+ P e
+ c/ z, v# u8 ^/ f+ k2.2 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。 $ {5 w8 N/ T$ Y3 [7 O6 I/ E3 I3 i
/ |2 D- h# {7 \ E/ [
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。 ( P: `2 P+ b9 G2 W- B2 `
" l+ X7 T, C- ~, `, q3 E: W% o3坡口型式 : B1 A' p9 E, ?/ K/ @# N/ l: B4 r
0 x* `5 C& ]5 V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。 $ Z! N4 m8 B) m1 i
2 _8 n8 [ U4 P+ f, @, a Y4钻止裂孔
: q- L! u) r' \) Y, ?% j* `; ^
2 U$ E- e$ X9 k. C4 ?) v) k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。
$ {6 F8 m: ~, }: a# l( I+ e$ I1 b7 c$ h3 |0 e
5焊接场地的要求 2 J6 ~, ~7 p; r
$ n+ W' K8 C' x" i) H5 i/ p- l
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。 ! w7 J' }! [* e: @
! E3 k6 Z; C6 D6 B, l6 T0 t
6焊前清理 & i4 b: i8 g4 V/ M# H
* k$ }3 Y' Z+ R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。 + x* A t0 g' [) `' S
1 z' H: r- h+ T( O7 o3 p8 b7 I+ I
7焊接材料的选择 ! X+ u3 r7 k/ E
5 W# t$ k. ?( M( }* [( v8 c
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。
# Q: ~* f* R$ k( I4 G, ^# O) [% Z R4 |0 n& }
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。
6 i* ^/ k L8 d N4 H
/ Z# g1 q, i: x0 F3 q; l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。
# N8 d" U% X3 o0 c6 u# o7 N
( ?9 }3 I9 @% {: s( A _" i- p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$ L3 B/ S8 z
% @3 h! @2 r5 I' S Y6 Q0 V. ?( ?; b8 b8电源极性
' }- G1 [* k3 }) |8 C0 L/ S4 G; X& y- h, I e6 z7 j
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。
. S' k1 V- g! l. e; P6 c% ~9 N4 t
9焊前低温预热
: o) z8 m/ E! q6 ] v% F/ [# L5 ?5 ?2 p' e1 A" R7 j. N
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。
; G; C" D7 p7 \9 T" @' ?$ U9 q' m" Y2 e! G0 D
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。 0 ?$ H0 V3 ^% q$ e' w! k
) {0 r; w' a, g6 N+ e, X
10焊接电流要适中 * o: @# r' n) Z6 F7 z+ _
; |+ x, K7 B1 S- _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。
) r! H1 r8 V: _0 K8 r
7 i; p% `5 t4 e3 F4 |2 n/ i% |. h( y# p
* ~; m: F% I% N' i1 a
; g. P' n6 U6 w0 }5 m. K, x2 k# V T/ t- K) s) I; N# [9 \% [: g
/ O1 i: S- ^$ V: W: q$ `) @ |
|