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1、鑄鐵手工電弧焊(冷焊)焊補方法 【摘要】本文針對鑄鐵件在使用過程中,由于超負荷,使用環(huán)境,機械事故等原因,造成鑄鐵設備(件)的損壞。介紹了鑄鐵手工電弧冷焊的焊補工藝,具有工藝簡單、成本低、操作方便、勞動強度低、工件基本不變形等優(yōu)點,焊縫強度能滿足使用要求,保證了鑄鐵焊補的施工質(zhì)量?!娟P鍵詞】鑄鐵件;手弧焊;冷焊;補焊1、前言鑄鐵工件的種類很多,用途也較廣泛。根據(jù)鑄鐵的焊接特點,對鑄鐵件采用相應的焊補工藝進行焊補,以減少焊縫形成白口及淬硬組織,避免產(chǎn)生裂紋和氣孔。提高鑄鐵設備(件)的使用周期,降低焊補
2、成本。本文從鑄鐵的種類和性能、焊接設備、材料和焊接工藝、注意事項等方面介紹了鑄鐵電弧冷焊的焊補工藝技術(shù)。2、鑄鐵的種類和性能2.1鑄鐵的分類6鑄鐵是含碳量大于2.11﹪或具有共晶組織,且含有一定量的硅、錳元素及硫、磷雜質(zhì)的鐵碳合金。有時還可加入各種合金元素,以獲得具有特殊性能的合金鑄鐵。在Fe-C二元合金系中,按穩(wěn)定系相同,根據(jù)碳含量的不同,鑄鐵可分為:亞共晶鑄鐵ω(C)﹤4.26﹪、共晶鑄鐵ω(C)=4.26﹪、過共晶鑄鐵ω(C)﹥4.26﹪。按碳在鑄鐵中的存在狀態(tài)、形式和生產(chǎn)方法的不同,可分為白口
3、鑄鐵、灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵及合金鑄鐵五類。2.2鑄鐵的焊接性鑄鐵的化學成分特點是碳及硫、磷雜質(zhì)含量高。焊接過程中,因相變速度快而產(chǎn)生的組織應力大,增大了焊接接頭對冷卻速度變化的敏感性及對冷,熱裂紋的敏感性;力學性能特點是強度低,基本無塑性。且由于焊接過程是不均勻的快速加熱和冷卻過程,易產(chǎn)生較大的焊接應力,使焊接接頭容易產(chǎn)生白口及淬硬組織,易產(chǎn)生裂紋。因此,鑄鐵的焊接性較差。3、鑄鐵電弧冷焊的優(yōu)點及工藝要點3.1鑄鐵電弧冷焊的優(yōu)點鑄鐵異質(zhì)焊縫電弧冷焊的優(yōu)點是焊前對被焊工件不預熱,使焊接工藝過程大大
4、減化,不僅降低了焊補成本,改善了焊工的勞動條件,而且提高了焊補效率。此外,電弧冷焊還具有適用范圍廣,可進行全位置焊接等特點。對于大型鑄件或不能預熱的已加工面更適于采用電弧冷焊。所以鑄鐵電弧冷焊是一個發(fā)展方向。3.2鑄鐵電弧冷焊的工藝要點6鑄鐵電弧冷焊可分為,同質(zhì)(鑄鐵型)焊縫和異質(zhì)(非鑄鐵型)焊縫。異質(zhì)焊縫要獲得好的焊接質(zhì)量,不僅要根據(jù)焊補要求正確選擇焊接材料,而且要注意掌握焊補工藝要點。異質(zhì)焊縫電弧冷焊的工藝要點可總結(jié)為:“短段、斷續(xù)分散焊,較小電流熔深淺,焊后錘擊消應力,退火焊道前段軟?!碑愘|(zhì)焊接
5、材料電弧冷焊的重點仍是防止裂紋,減少白口及淬硬組織的產(chǎn)生。在保證電弧穩(wěn)定的情況下采用小直徑焊條,小電流快速焊,以減少母材在焊縫中的熔合比,降低焊縫中碳、硫、磷等有害雜質(zhì)的含量,提高焊縫質(zhì)量。同時,減少了焊接熱輸入及焊接應力,防止裂紋的產(chǎn)生。異質(zhì)焊縫電弧冷焊主要是通過調(diào)整焊縫化學成分,來改善接頭的組織和性能。4、焊接設備和材料的選用4.1推薦使用直流弧焊機并采取反接法(工件接負極,焊條接正極)這樣可使焊接電弧穩(wěn)定,滿足低氫型堿性焊條的工作條件。如采用交流焊機,則空載電壓需在75V以上。4.2使用的焊條既
6、要達到焊補后無白口和裂紋的效果,還要價格低,易于購買。因此,推薦使用J507或J506型碳素結(jié)構(gòu)鋼焊條修補鑄鐵管和鑄鐵閥門裂紋,選用J422型焊條堆焊,還可代替專用焊條開裂紋坡口。上述幾種焊條含硫、磷等雜質(zhì)少,因而焊縫的抗裂性、塑性和韌性都較好。但這些焊條易受潮,使用前需將J507、J506型焊條在350-400℃下烘焙2h,6J422型焊條在70-150℃下烘焙1h。推薦使用鎳基EZNi-1(308)焊條修補缸體,焊前應將焊條在150℃下烘焙2h。5、焊前準備5.1認真檢查缺陷,清除油污,詳細檢查裂
7、紋,為防止焊補過程中裂紋擴展,應在裂紋兩端3--5mm處鉆Φ5-φ8mm的止裂孔。5.2當焊件厚度或缺陷深度大于5mm應開坡口,用直徑3.2mm的J422焊條手工電弧開80°U形坡口,坡口底部應平整,其深度為焊件厚度的2/3,切割電流為150-160A。坡口開好后,用鑿子剔除坡口及附近的飛濺,用鋼刷清理坡口,使其露出金屬光澤。6、焊接工藝措施及工藝參數(shù)6.1采用異質(zhì)焊接材料手工電弧冷焊的工藝措施為防止裂紋,減少白口及淬硬組織的產(chǎn)生。應采用小直徑焊條、小電流、快速焊,同時,采用短段、斷續(xù)分散焊、多層多道
8、焊及焊后錘擊消應力。以控制焊接熱輸入,減小焊接應力及熱影響區(qū)的寬度,防止產(chǎn)生裂紋,減少最易形成白口的半熔化區(qū)的寬度,使白口層變得薄些。6為減少焊接熱輸入,降低焊補溫度,多層焊層間溫度應控制在(50-60℃)以下。每層焊縫要薄。不作橫向擺動。以降低應力及減少半熔化區(qū)的寬度。焊縫越長,所承受的拉應力越大,故采用短段焊有利于降低焊縫應力狀態(tài),減少焊縫發(fā)生裂紋的可能性。一般每段焊縫長度,薄壁件為10—20mm,厚壁件為30-40mm。焊后應立即用小錘快速敲擊處于