陜西鑄鐵件缺陷補(bǔ)焊方法

鑄鐵是含碳量大于2%的鐵碳合金。鑄鐵在鑄造過程中，經(jīng)常產(chǎn)生氣孔、渣孔、夾砂、縮孔、裂縫、澆不足等缺陷。在使用中，由于超負(fù)荷、機(jī)械事故以及自然損壞等原因，也常常引起鑄鐵機(jī)件的損壞。為了修復(fù)這些損壞的鑄件和缺陷，要根據(jù)鑄鐵的特點(diǎn)，采取相應(yīng)的焊補(bǔ)工藝，進(jìn)行鑄鐵件的補(bǔ)焊。

一、焊補(bǔ)鑄鐵的困難

焊補(bǔ)鑄鐵件遇到的第一個困難，是補(bǔ)焊區(qū)容易產(chǎn)生白口。在母材和焊縫的交界處常產(chǎn)生呈白亮的白口層。白口區(qū)硬度高，焊后不易加工白口區(qū)脆性大，焊接接頭很容易沿這個區(qū)域發(fā)生破壞。第二個困難，是焊接時(shí)，易在熱影響區(qū)和焊縫金屬中產(chǎn)生裂紋。

二、白口產(chǎn)生的原因和防止的方法

1、白口產(chǎn)生的原因

焊補(bǔ)鑄鐵時(shí)，產(chǎn)生白口的原因，主要是冷卻速度快和石墨化元素不足。

2、防止產(chǎn)生白口的辦法

（1）調(diào)整焊縫化學(xué)成分，增加石墨化元素。例如，在電弧熱焊或半熱焊鑄鐵時(shí)，可采用石墨化元素較多的灰鑄鐵作焊條心，外涂石型藥皮；配合適當(dāng)?shù)墓に嚧胧?，）可以避免白口（可選用鑄248焊條）。也可采用石墨化鋼心鐘鐵焊條（如鋅208焊條）。此種焊條心為鋼心，藥皮中加入了適量的強(qiáng)石墨化元素，如碳、硅等。在采用預(yù)熱和緩冷的情況下，基本上可以防止白口。

（2）降低冷卻速度，改善石墨化條件具體辦法是焊前預(yù)熱，焊后緩冷。這是防止熔合區(qū)產(chǎn)生自口的主要工藝措施。如電弧焊時(shí)，最好采用熱焊法，即焊前將整個鑄件全部預(yù)熱到600~700℃（鑄件呈深紅色）后，再進(jìn)行焊補(bǔ)。焊補(bǔ)過程中鑄件應(yīng)保持在500~650℃溫度范圍內(nèi)。焊補(bǔ)結(jié)束后，必須使鑄件緩慢冷卻，必要時(shí)應(yīng)將焊補(bǔ)后的鑄件放入爐內(nèi)，加熱到650℃左右，然后隨爐冷卻，時(shí)間約一晝夜，這樣，可以得到?jīng)]有白口的灰口鑄鐵組織。

（3）采用針焊方法焊補(bǔ)鑄鐵。因釬焊過程中鑄件本身不熔化，也可防止熔合區(qū)產(chǎn)生白口。

三、裂紋產(chǎn)生的原因和防止辦法

1、裂紋產(chǎn)生的原因

焊補(bǔ)鑄鐵時(shí)，容易產(chǎn)生裂紋，其主要原因，一是鑄鐵本身強(qiáng)度低、塑性很差；二是焊接應(yīng)力超過鑄鐵的強(qiáng)度時(shí)，就會形成裂紋；三是熔合區(qū)有白口組織存在時(shí)，為薄弱區(qū)。在焊接應(yīng)力的作用下，會產(chǎn)生裂紋，甚至焊縫會剝離。

2、防止裂紋的辦法

（1）熱焊法。它可以減小整個工件上因溫度分布不均勻而引起的焊接應(yīng)力。其工藝措施與防止白口的熱焊法相同。這樣可以比較徹底地消除應(yīng)力，并能防止產(chǎn)生裂紋。

（2）加熱減應(yīng)區(qū)法（也叫對稱加熱法）。即選擇鑄件結(jié)構(gòu)上的適當(dāng)部位，進(jìn)行低溫或高溫加熱，然后再焊接需要補(bǔ)焊的部位。被加熱的部位稱“減應(yīng)區(qū)”，“減應(yīng)區(qū)”如果不加熱，它就會阻礙焊接部位自由收縮，而產(chǎn)生很大的爆接點(diǎn)力，對“減應(yīng)區(qū)”加熱后，焊接部位與“波應(yīng)區(qū)”都間時(shí)處于較高溫度，冷卻時(shí)一起自由收縮，因而應(yīng)力減小。利用加熱減應(yīng)法，可使鑄件被焊補(bǔ)部位自由地?zé)崦浝淇s，達(dá)到減小焊接應(yīng)力，防止裂紋的目的。

（3）電弧冷焊法。即采用非鑄鐵組織的焊條（如銅鐵鑄鐵焊條、高釩鑄鐵焊條和氧化型鋼心鑄鐵焊條或普通低碳鋼焊條。也可用鎳基鑄鐵焊條，包括純鎳、鎳銅合金或鎳鐵合金鑄鐵焊條）所得到的焊縫的金屬塑性好、硬度較低。錘擊焊縫可以降低焊接應(yīng)力，從而防止產(chǎn)生裂紋。

（4）細(xì)絲二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊。利用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊本身的特點(diǎn)，進(jìn)行冷焊，加以適當(dāng)?shù)墓に嚧胧?，可以防止裂紋。

四、灰鑄鐵的電弧焊補(bǔ)

灰鑄鐵件的電弧焊方法很多，選擇哪種方法，要看零件的工作條件、承受的載荷種類和結(jié)構(gòu)形狀；以缺陷的位置等因素而定，這樣才能保證焊補(bǔ)的質(zhì)量。上目前灰鑄鐵常用的電弧補(bǔ)焊方法，按焊前預(yù)熱的溫度，可基本上分為三類：

（1）熱焊法。焊前把整個鑄件全部預(yù)熱到600~700℃，而且焊接過程中始終保持這個溫度，焊后保溫緩冷。此法只能采用鑄鐵心或鋼心石墨化鑄鐵焊條。當(dāng)缺陷四周剛度很大、焊補(bǔ)處不能自由熱脹冷縮時(shí)，采用熱焊法，可以防止白口和裂紋。

（2）半熱焊法。即將鑄件上的缺陷局部預(yù)熱到350~600℃后，進(jìn)行補(bǔ)焊。操作要領(lǐng)是要連續(xù)堆焊使用較大電流，不錘擊，焊后應(yīng)緩冷。

（3）冷焊法。即鑄件不需要預(yù)熱，就可以焊補(bǔ)。其工藝要點(diǎn)是：短段、斷續(xù)、分散焊，采用較小電流（熔深淺）每段焊縫均應(yīng)錘擊消除應(yīng)力，可采用多層焊。冷焊要求在室內(nèi)進(jìn)行，防止風(fēng)吹；坡口盡可能平整，開坡口前裂縫兩端應(yīng)鉆出止裂孔。

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