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浏览量: 人次铸铁件的焊接修复工艺要点

摘要:由于铸铁件的自身材质问题,给焊接修复带来了很大的困难。分析铸铁件在焊接修复时的主要困难的基拙上,对如何提高铸铁件的焊接质量的工艺方法进行了介绍。

农业机械上的好多零件为铸铁件,在农业机械修理中经常要遇到铸铁件的焊接修复,而铸铁是焊接性不良的材料,给维修工作带来了一定的困难。提高铸铁件的焊接质量对提高农业机械维修效益有着重要的意义。

1 铸铁件在焊接修复时的主要困难

由于铸铁是焊接性不良的材料,因此采用焊接修复时会产生下面几种主要困难。

(1)焊接接头易产生白口组织。焊接时熔化区很小,冷却快,在焊缝金属与基体分界线上易产生白口薄层,既硬又脆,不但使加工困难,而H-使用中易产生裂纹,甚至脆断。

(2)焊接接头易产生裂纹。焊接中半熔化区白口铁收缩量比灰口铁收缩量大得多,二区之间产生的热应力很容易超过强度极限而形成纵向裂纹。局部过热也会使母材性能变坏(晶粒大、组织疏松、变脆),加剧应力的不均衡状态促使裂纹生成。

(3)焊缝易产生气孔。由于铸铁含碳量高,特别是铸铁件内易吸收油脂和污物,所以焊接时易生成CO2及其它气体,而铸铁从液态到固态变化过程快,气体不易逸出而产生气孔,使焊缝强度受到很大的影响。

此外,铸铁组织、零件结构形状与对焊接修复要求的多样性,也使铸铁焊接复杂化。

2 焊接工艺的种类

2.1热焊和半热焊修复

在零件焊接前要进行高温预热,预热可用大的煤气火焰喷嘴或加热炉进行。。用气焊或电焊的方法可以达到满意的焊接效果(焊后缓冷,并时效处理),这适合于铸造车间修复铸件毛坯的缺陷,用与基体相同材质的焊条可达到加工后看不出焊接修复痕迹的效果。但是,这种热焊由于劳动条件差,生产效率不高,周期长,需要加热和保温炉,而加热又将使零件变形失去原有精度,因此应用受到限制。

2.2冷焊修复

冷焊就是在常温下或只对工件进行低温预热然后施焊。冷焊虽也有困难,但比较简便、经济,劳动条件也好,是一种很有前途的方法,近年来发展较快。铸件冷焊要求焊后有较高的强度、严密性,并可进行切削加工。这就需要用特殊的焊条,如铜铁系焊条、镍铜系焊条和镍铁系焊条等。

(1)使用铜铁系焊条冷焊,焊缝的抗裂纹能力强,具有相当高的强度,但存在白口层和淬硬组织,不利于切削加工。

(2)使用镍铜系焊条冷焊,则焊接接头的加工性能较好,熔合区的白口层和淬硬层很薄,但接头强度和抗裂纹能力不如铜铁系焊条,更不宜用来补焊面积较大的缺陷或刚度很大的工件。

(3)常用的镍钢合金是蒙耐尔合金,它的成分是:Ni =65%~70% 、Fe =2%~3% 、 Mn=1.2%~1.3%,其余为铜。

3 使用奥氏体铁铜焊条的焊接工艺 

3.1准备工作

仔细了解被焊件的情况。如损坏情况和原因、结构及尺寸、铸铁组织、刚性、焊接操作条件、使用要求等,以便确定修复方‘案。

(1)清洗焊接部位。对未完全裂开的工件要找出裂纹端点。寻找方法是将煤油渗入裂纹,用乙炔焰迅速烤掉表面上的油,涂自粉笔粉,查看缝中油渗出的印迹。对铸件大、壁厚、关键部位有裂纹迹象,不可使用上述方法,可用王水腐蚀法,手砂轮打磨光可呈现一条可见黑线。

(2)端点上钻孔。为防止裂纹延伸,要在裂纹端点上钻孔,孔径为3~10 mm(随壁厚增大而增大)。

(3)焊处开坡口。对已经断开的零件,要合拢、复原、夹固并点焊住再开坡口。对受冲击负荷的大型厚壁铸件,应先热压扣合再开坡口。尽量开两面坡口,先开一面焊好,再开另一面并施焊(可用电弧开坡口,这样简单易行且效率高)。

(4)预热工件。在焊前要火烤除油,并低温预热,这可在电炉中或用乙炔焰(大面积烘烤)来进行,速度要缓慢,均匀地预热至50~60℃,焊接部位要放平,夹固。焊条应放在200~250℃电炉中烘烤30~50 min。

 3.2焊接操作

(1)焊接顺序。焊时先点焊定位,按从中间向外、对称、分散的顺序施焊。也可采取分段、短段、分层、交叉、分散、断续、逆向操作等方法。对多裂纹者,先焊支裂纹,后焊主裂纹,从止裂孔焊向裂纹中心部位。

(2)电流控制。开始电流大些,在焊坡口中间时小些,在坡口即将焊平时电流调至最小(可减少基材熔化量),并以回火焊道来焊接。填堵裂孔时电流先大些,即将补平时小些,也以回火焊道来补焊。

(3)运条方一法。在焊接的过程中,对于焊条的运条以直线划小圈为宜,焊道宽窄要合适,多取直线(旱划小圈运条)不宜月牙或锯齿等两边摆动的运条法施焊。

(4)温度控制。为避免焊接时的温度过高产生较大的热应力,应当做好焊接时的温度控制。在控制焊接电流与运条手法的基础上,还可以通过控制一次焊缝的长度、速度的方式,避免电弧在某一焊接区域停留时间过长造成局部温升过高。焊接时需要按照“先短后长”“先里后外”“分段退焊”和“分段跳焊”的焊接顺序做好铸铁件的焊接。

(5)锤击和铲修。每次熄弧后,熔池由液态刚凝固,即红色消失瞬间的四五秒钟,用圆头小锤锤击焊缝,有效地消除收缩应力,防止裂纹。锤击后用琴子修整焊缝。焊缝不烫手时再次引弧焊接。有气孔时要铲掉重焊。

(6)补焊。在铸铁件的焊接过程中如果遇到一些厚度较大的铸铁件,可以使用窄焊道、多层堆焊法来完成焊道的焊接。对于一些缺陷区域较大且缺陷较为严重的铸铁件,在焊接的过程中需要将缺陷较为严重的区域去除,而后按照挖除后的区域尺寸下料进行挖补镶焊。

转自《农机使用与维修》


研发中心任志强 转自-《农机使用与维修》

摄影:无

2017年12月24日