鑄鐵件的快速焊接方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種鑄鐵件的快速焊接方法，屬鑄鐵焊接領域。本方法采用三種不同焊條順序施焊，有效利用了焊條酸堿性、強度、直徑的不同作用，Ｕ形坡口、小電流、短焊道、斷續(xù)、分散、快速施焊減少焊縫在紅熱狀態(tài)時間，外敷濕物潑水急冷亦保證焊縫熱影響區(qū)處于較低溫度以杜絕裂紋產(chǎn)生，確保焊件質(zhì)量。該方法焊接工效高、勞動強度低、成本低、效益顯著，最適合修復如發(fā)動機、電動機、減速機等對焊補條件苛刻的鑄鐵件。（*該技術(shù)在2012年保護過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種。特別是在鑄件不宜采用熱焊法時，可采用本專利技術(shù)方法修復，它屬鑄鐵焊接領域。鑄鐵廣泛應用于國民經(jīng)濟各個部門，由于鑄鐵含碳量高、塑性差，對冷卻速度極為敏感，所以其可焊性極差，根據(jù)焊補過程的工藝特點，鑄鐵焊補可分為熱焊法、半熱焊法、不預熱焊法(包括加熱減應法)和電弧冷焊法。在本專利技術(shù)前，電弧冷焊法一般多采用鑄鐵專用焊條，而且焊后都要采用緩冷、錘擊消應力方法，因此，它的工作效率較低。如88年8月吳元亨申請的CN1040533A“鑄鐵焊接雙平衡法”專利技術(shù)專利，該方法較好地解決了鑄件焊補時熱量和應力的平衡，但是該方法要求焊前先在鑄件焊區(qū)外圍100～200mm處預熱150～200℃，焊絲在焊縫外圍加熱，避風緩冷。該方法顯然也不能應用于不宜加熱的鑄件的修復。本專利技術(shù)的目的是克服目前鑄鐵焊補方法的各種不足，提供一種新的鑄鐵件的快速冷焊方法。本專利技術(shù)的目的可通過下列措施加以實現(xiàn)即在焊補處開U型坡口，硅整流焊機或直流弧焊機反接法;90～170A小電流焊接，其特征在于焊接時在焊縫熱影響區(qū)敷吸熱快的濕物，采用兩種具有不同酸堿性、不同直徑、不同強度的結(jié)構(gòu)鋼焊條和一種鑄鐵焊條，三種焊條順序多層多道施焊，快速短弧直向焊接，每焊一段在焊縫和敷物上潑冷水使其急劇冷卻，擦干焊縫再繼續(xù)施焊，并由工件厚薄決定三種焊條順序焊接的循環(huán)次數(shù)，焊至坡口填滿，焊條引向母材作圓周運動收弧。本專利技術(shù)的方法焊接過程是1.焊前將工件待焊處的油污、銹斑清除干凈，在裂紋終端鉆上止裂孔，孔徑大小視工件厚度而定，磨掉疲勞層，開設坡口，坡口呈帶圓形的U型。若采用對接焊時，則應留間隙2～3mm，以使之能單面焊雙面成形。2.選用的三種不同類型的焊條在150℃烘烤一小時，隨烘隨用。3.在坡口周圍20～30mm處用吸熱快的濕物如濕紗布、調(diào)濕的紅粘土等堆敷20～50mm厚，作為防熱擴散的隔熱層。4.用硅整流焊機或直流弧焊機反接法。5.選用的焊條性質(zhì)、直徑的大小應視工件的形狀、大小、厚度和材質(zhì)而定。一般選φ2.5～4mm為宜。最好選用兩種酸堿性不同的結(jié)構(gòu)鋼焊條打底和施焊，最后用鑄鐵焊條施焊和蓋面。三種焊條多層多道順序施焊，其特征在于先選用含碳量較高的小直徑結(jié)構(gòu)鋼焊條，電流90～100A，短弧焊，弧長2～3mm，采用分段單層單道、斷續(xù)焊接，每焊20～40mm，即將焊條引向母材作圓周運動回填弧坑熄弧，然后立即向敷物和焊縫潑冷水使之急冷，再選另一種直徑相同或稍大，而性能不同的結(jié)構(gòu)鋼焊條，用電流100～130A施焊，對前道焊縫進行回火補肉，弧長亦偏短，熄弧后亦向焊縫和敷物潑冷水急冷，兩種焊條交替施焊各一次后，再選用一種鑄鐵焊條施焊，焊條直徑較前兩種焊條大些，電流用130～170A，逆向施焊，錯開接頭;若工件焊后不加工，焊畢亦潑冷水急冷，若工件焊后要加工，最后用鑄鐵焊條蓋面焊以不燙手為準，焊后自然冷卻。6.若坡口大而深，則可按三種焊條焊接順序再次循環(huán)一次或數(shù)次。注意焊波的高度不宜過高。層與層的焊渣一定要清除干凈，避免夾渣影響焊補質(zhì)量。本專利技術(shù)能有效防止焊接裂縫產(chǎn)生其措施之一是采用了三種不同類型的焊條合一施焊，即兩種酸堿性不同的結(jié)構(gòu)鋼焊條與一種鑄鐵焊條，三種類型焊條能起到取長補短的作用。先選含碳量較高的結(jié)構(gòu)鋼焊條打底，由于焊接線能量小，熔深小，焊接應力也小。另外結(jié)構(gòu)鋼焊條工藝性能比鑄鐵焊條好，氣孔少，無大氣泡滾球。打底后，再選另一種酸堿性質(zhì)不同的結(jié)構(gòu)鋼焊條施焊，第二種結(jié)構(gòu)鋼焊條直徑可選相同或稍大點，增大焊接線能量，對前道焊肉起高溫回火作用，施焊時還可防止空氣中的氫過多地侵入熔池而產(chǎn)生氣孔和裂紋。在采用分段、多層、多道施焊時，力求半溶化區(qū)域淺、白口層薄，熔合比小，這樣做即發(fā)揮了結(jié)構(gòu)鋼焊條物美價廉的特點，又可使焊條直徑規(guī)格、電流的選擇余地加大，加上其強度等級不同，酸堿性質(zhì)不同，可以互相補充。最后選用鑄鐵焊條，利用鑄鐵焊條藥皮的氧化性，把母材過渡到熔池中的碳、硅部分燒掉或利用鑄鐵焊條的強石墨化作用以得到塑性較好的焊縫。本專利技術(shù)可有效防止焊縫產(chǎn)生裂紋的措施之一還在于焊縫兩側(cè)堆敷吸熱快的濕物、潑水急冷。這種急冷的方法與傳統(tǒng)的緩冷方法截然不同，它能控制焊接接頭的熱量，加之所采用的短段、斷續(xù)、低溫施焊就完全可以避免局部溫度過熱，使焊區(qū)始終保持在較低的溫度狀態(tài)，以減少基材碳、硅向焊縫的熔入，減少白口層的厚度。本專利技術(shù)可有效防止焊縫產(chǎn)生裂紋的措施之一還在于焊補時講究快速，即在焊接過程始終采用較快的焊速，縮短焊縫在高溫狀態(tài)的時間，加速熔池的結(jié)晶，減少晶粒之間存在的低熔點物質(zhì)的液態(tài)薄層，使之在焊接應力作用下不致產(chǎn)生熱裂紋。本專利技術(shù)的方法用實施例進一步詳述實施例一一臺60KW電動機外殼底腳連同散熱片50mm處均成粉碎性破損和裂紋，在破損處需用普鋼板與鑄鐵基體進行拼接，要求在不拆卸電機轉(zhuǎn)子，不損壞絕緣層的情況下進行搶修，底腳厚50mm，外殼片厚10mm，破口長400mm，寬270mm。其焊接工藝是先清除破損處的油污、雜物，用手提電動砂輪磨削破損處，并露出金屬光澤，整理成便于施焊的有規(guī)則坡面，同樣，待拼接的鋼板厚度形狀大小要與母材破損處能吻合，對接成U型坡口，鋼板與母材間留有2-3mm間隙，單面焊雙面成型，在離坡口20～30mm的周圍敷蓋約25mm厚的用水調(diào)稀的紅粘土作為防熱擴散的隔熱層。選用φ3.2mm的J507焊條、φ3.2mm的J422焊條和鑄100焊條，三種焊條在150℃烘烤1小時，隨烘隨用。用硅整流弧焊機施焊，先用J507焊條，電流100A，對稱點焊，再采用分段、間斷施焊，焊條單層單道直線運動，電弧盡量壓低，不作橫向擺動。每焊20～40mm后立即在焊縫處和敷蓋物上潑冷水加速冷卻，以防止熱量的擴散，擦干焊縫再繼續(xù)用J422焊條，130A電流施焊，方法同上，再用鑄100焊條，電流170A施焊，方法同上，每焊30-40mm時熄弧潑水，三種焊條循環(huán)焊數(shù)次，最后熄弧時焊條作圓周運動，然后離開熔池拉斷電弧，防止突然斷弧產(chǎn)生弧坑。該焊件無需再加工，焊接過程中熄弧時均采用潑水急冷。經(jīng)兩小時的快速搶修，投入運行至今設備仍很正常。實施例二一臺日本寇明斯NH-220-C1發(fā)動機缸體，因受外力重擊破損成撕裂性的洞。破口長280mm、寬160mm、厚14mm，材質(zhì)為QT50-5球墨鑄鐵。采用本專利技術(shù)的方法修復后對焊縫進行加工，投入生產(chǎn)后一直未發(fā)現(xiàn)漏油漏水現(xiàn)象，效果很好。其焊接工藝如下1.先清除破損處的油污，用手提砂輪磨削破損處，整理破損面成為有規(guī)則的坡口，母體破損處與普鋼板對接處要開成U型坡口，并將坡口周圍約30mm磨削到露出金屬的光澤，用濕棉紗堆敷在坡口周圍30mm處，敷50mm厚，以控制熱量擴散。2.選用φ2.5mmJ422酸性焊條;φ3.2mmJ507堿性焊條;φ4mm的鑄308純鎳基焊條，三種焊條在150℃烘烤1小時，隨烘隨用。3.選用直流弧焊機采用反接法，用J422焊條打底，電流90A，弧長1.5mm，對稱、分段施焊20-40mm熄弧，停弧時焊條作圓周運動，然后離開熔池拉斷電弧，以防止突然斷弧產(chǎn)生弧坑，避免終端裂紋。熄弧后立即在焊縫和濕棉紗上潑冷水急冷，防止熱量的擴散。擦干焊縫的余水，再用J507焊條，電流110A施焊，方法同上，兩種焊條各焊一次后，取鑄308焊條，施焊電流130A，錯開前兩道的焊縫接頭，每焊2本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種鑄鐵件的快速焊補方法，在焊補處開∪型坡口，硅整流焊機或直流弧焊機反接法，９０～１７０Ａ小電流焊接，其特征在于焊接時在焊縫熱影響區(qū)敷肖熱快的濕物，采用兩種具有不同酸堿性、不同直徑、不同強度的結(jié)構(gòu)鋼焊條和一種鑄鐵焊條，三種焊條順序多層多道施焊，快速短弧直向焊接，每焊一段在焊縫和敷物上潑冷水使其急劇冷卻，擦干焊縫再繼續(xù)施焊，并由工件厚薄決定三種焊條順序焊接的循環(huán)次數(shù)，焊至坡口填滿，焊條引向母材作圓周運動收弧。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張開明，
申請(專利權(quán))人：武漢鋼鐵公司，
類型：發(fā)明
國別省市：83[中國|武漢]