鑄鐵模具的焊接與修復(fù)

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1、2012年安徽省焊接技術(shù)交流會(huì)論文集鑄鐵模具的焊接與修復(fù)江建剛，張斌，韋燕燕（安慶職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽安慶246003）摘要：模具在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮了極其重要的作用。而模具尤其是鑄鐵模具在生產(chǎn)和使用中，不可避免的會(huì)出現(xiàn)裂紋、磨損、氣孔、塌角等失效形式。本文通過(guò)對(duì)鑄鐵模具的失效分析，制定了一套能滿(mǎn)足其要求的焊接工藝及流程，為解決類(lèi)似的工程問(wèn)題提供參考。關(guān)鍵詞：鑄鐵模具焊補(bǔ)工藝參數(shù)1前言鑄鐵尤其是可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵，其力學(xué)性能接近于鋼，一向是制造塑料模具的型芯、型腔、模板、支架等尺寸較大零件的好材料。然而，鑄鐵類(lèi)模具

2、經(jīng)長(zhǎng)期使用后會(huì)出現(xiàn)裂紋、磨損、螺孔損傷等，如報(bào)廢回爐重新熔化，將給企業(yè)帶來(lái)不應(yīng)有的浪費(fèi)和損失。由于鑄鐵的焊接性差，焊后常有氣孔，易變形，易斷裂，易產(chǎn)生白口化和焊接裂紋，給鑄鐵模具的修復(fù)產(chǎn)生相當(dāng)?shù)碾y度。找出能防止模具焊補(bǔ)后產(chǎn)生白口和新裂紋的焊接工藝或方法，是模具和焊接專(zhuān)業(yè)工程技術(shù)人員共同需要研究和解決的問(wèn)題。2鑄鐵材料在模具中的主要應(yīng)用作為模具材料，一般應(yīng)具備有較高的強(qiáng)度、硬度、耐磨性、韌性和抗疲勞性能等。而塑料制品的成型模具，由于其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制造難度較大，所以很多模具采用的是鑄造工藝生產(chǎn)加工。常用的鑄鐵件材料生

3、產(chǎn)的模具零件種類(lèi)見(jiàn)表1。表1部分塑料成型模具的選材及要求模具零件種類(lèi)主要性能要求選用材質(zhì)使用硬度較高強(qiáng)度，有好的耐磨型芯、型腔件等球鐵、可鍛鑄鐵等55HRC以上性和一定的耐蝕性各種模板、頂出板、固較好的綜合力學(xué)性能球鐵、HT200、可鍛鑄鐵等205HBW以上定板支架等3一般模具的常見(jiàn)失效形式模具失效是指模具工作部分發(fā)生嚴(yán)重磨損或損壞而不能用一般修復(fù)方法使其重新服役的現(xiàn)象。3.1鑄鐵模具的一般失效形式鑄鐵類(lèi)模具的主要失效形式是斷裂失效和表面損傷失效。3.2可鍛鑄鐵模座的主要失效形式下模座在安裝使用以及與成型模的裝配

4、中，會(huì)承受交變載荷的作用，如果工件本身存在鑄造缺陷，在應(yīng)力集中處會(huì)形成裂紋。而螺紋安裝孔在長(zhǎng)期與模具的緊固中也會(huì)產(chǎn)生磨損或滑牙損傷，最終導(dǎo)致模座的報(bào)廢。4可鍛鑄鐵模具焊接修復(fù)工藝的制定4.1焊補(bǔ)裂紋（1）在裂紋兩端各鉆一個(gè)4～5mm止裂孔。第21頁(yè)共115頁(yè)2012年安徽省焊接技術(shù)交流會(huì)論文集圖1某產(chǎn)品下模座示意圖（2）順著裂紋線(xiàn)，用直徑約3mm的結(jié)422型焊條手工電弧開(kāi)＜90°的焊道坡口，其深度為厚度的2/3，焊接電流取150A。（3）開(kāi)好坡口后，用鑿子剔除電弧飛濺后的冷卻物，用鋼絲刷刷去坡口的雜質(zhì)，使其露出金

5、屬光澤。（4）選3.2mm結(jié)426型或結(jié)506型焊條，用直流焊弧機(jī)并采取反接法（焊條接正極，工件接負(fù)極），電流取100A，焊前應(yīng)對(duì)焊條進(jìn)行350℃～400℃左右的烘焙處理，烘干時(shí)間2h左右，烘干后放入保溫桶中保溫，隨用隨取，按圖示1，2，3順序分三層堆焊裂紋。圖2堆焊鑄件模座裂紋（5）注意事項(xiàng)：焊道1用單連續(xù)施焊，速度稍慢。焊道2采用反向分段對(duì)稱(chēng)焊，短弧焊，分段施焊長(zhǎng)度約為20mm。焊道3則按橫向“月牙”形作較快運(yùn)動(dòng)，從里向外焊，使得最后焊縫收弧落在邊角部位，焊肉要平。4.2焊補(bǔ)破損傷的螺孔（1）用氧－乙炔焰沿螺

6、孔周?chē)蝗⑵浼訜嶂?50℃左右。（2）用2.5mm結(jié)422型焊條，電流50～60A慢速焊接，施焊時(shí)主要在螺孔的底邊和外緣。（3）堆焊2層時(shí)電流加大到80～100A，焊速略慢，堆焊完畢熔渣暫勿敲碎，讓焊縫保溫一段時(shí)間再緩冷。（4）如果是貫穿螺孔，則在下部反向堆焊層3。（5）若螺孔直徑≥20，可在堆焊層1后，將低碳鋼鑲塊嵌在螺孔內(nèi)。常見(jiàn)焊補(bǔ)工藝參數(shù)見(jiàn)表2。圖3堆焊鑄件模座螺孔第22頁(yè)共115頁(yè)2012年安徽省焊接技術(shù)交流會(huì)論文集表2可鍛鑄鐵模具焊補(bǔ)工藝參數(shù)焊條直徑／焊接電流／電弧電壓／缺陷焊條型號(hào)焊接設(shè)備mmAV裂

7、紋3.2J426100~11020~30直流弧焊損傷螺孔2.5J42250~9018~25機(jī)，反接法5其他材質(zhì)模具的焊補(bǔ)與修復(fù)5.1鑄鋼件模具的缺陷焊補(bǔ)鑄鋼模具的焊接性好于鑄鐵件，但焊后工件易產(chǎn)生變形。一般選用低氫鉀型焊條，強(qiáng)度略低于母材。分層施焊，焊前對(duì)焊縫兩側(cè)預(yù)熱，預(yù)熱溫度160℃～180℃。焊后要高溫（600℃）回火，保溫時(shí)間≥10h。5.2灰鑄鐵件的焊補(bǔ)灰鑄鐵件的焊接性能差，建議采用熱焊法。焊前將工件整體加熱到600℃～650℃，焊中工件溫度不能低于400℃，焊后立即加熱到650℃，進(jìn)行消除應(yīng)力退火。一般

8、選用純鎳基焊條Z308焊接。有資料介紹，選用C808鑄鐵常溫焊接焊絲，在CO2保護(hù)中進(jìn)行螺旋焊法施焊，也能起到良好的焊接修補(bǔ)效果。5.3硬質(zhì)合金粉末噴涂修補(bǔ)對(duì)于鍛造鋼件模具，可利用粉末冶金原理，將硬質(zhì)合金粉末和具有一定化學(xué)成份的鋼基粉末噴涂、燒結(jié)在模具的磨損表面，可使廢舊模具得到修復(fù)利用。其他材質(zhì)模具的焊補(bǔ)工藝參數(shù)見(jiàn)表3。表3其他鋼鐵件模具焊補(bǔ)工藝參數(shù)焊條直徑焊接電流與材