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铸件缺陷修复:传统焊补法
发布日期:2008-11-15

铸件上的某些缺陷,如气孔、夹渣、夹砂、裂纹、冷隔、渗漏等,如果超过有关标准、验收文件或订货协议中所允许的范围,可以按其规定进行修复。经修复、检验,确认合格的铸件,不应列入废品。
    焊补法应用最广,最可靠;渗补法经济而有效;其它修复方法还有熔补、环氧树脂粘补、塞补、腻补、金属喷镀等。
    1.1 铸钢件的焊补
    焊补是铸钢件的基本生产工序之一。铸钢件上的铸造缺陷几乎都可以用焊补法修复。电弧焊被广泛采用。
    (1)铸钢的焊接性 铸钢的含碳量对焊接性影响极大,合金元素的影响亦相当复杂。碳钢或低合金钢的焊接性通常用碳当量CE估计,近似计算公式颇多,大同小异,常用公式如下:

碳当量CE<0.4%,焊接性良好;碳当量愈高,焊接性愈差。
    常见合金元素对钢焊接性的影响,其见表28。

表28  若干元素对钢焊接性的影响
元素
影响规律及说明
C
C<0.25%,焊接性良好,C增加,焊接性显著下降
Mn
C<0.20%,Mn<0.8%~1.0,影响不大;Mn增加,焊接性变坏
Cu
Cu<0.5%,影响可不计;Cu0.5%~0.6%影响亦不大
Al
加入大量Al,焊接性变坏
Ti,Nb
改善焊接性
P
P<0.05%,影响可不计;P增加,降低焊接性
S
降低焊接性

 

碳钢和低合金钢的焊接性,见表29。
    (2)焊补要点 为了保证焊补品质(质量),应认真清理缺陷处的粘砂、氧化皮、夹杂物等;开出坡口;并根据钢的焊接性做好焊前预热和焊后热处理。

表29  一些常用铸钢的焊接性
钢种
主要化学成分(%)
焊接性
焊前预热温度(℃)
焊后于560~650℃退火
碳钢
C<0.3
不需
不需
C 0.3~0.4
100~150①
退火
C 0.4~0.5
尚可
150~300
应进行
锰钢
Mn1.2~1.6,C0.2~0.3
100~150①
退火
Mn1.2~1.6,C0.3~0.4
尚可
150~300
应进行
铬钢
Cr<1.0,C<0.2
不需
不需
Cr1.5~1.6,C<0.3
150~200℃①
退火
镍钢
Ni<2.0,C<0.2
不需
不需
Ni2.0~3.0,C0.15~0.30
100~150①
退火
Ni>3.0,C0.3~0.4
尚可
150~300
应进行
钼钢
Mo0.4~0.6,C<0.25
100①
退火
Mo0.4~0.6,C0.25~0.35
100~150①
退火
铜钢
Cu<2.0,C<0.2
不需
不需

注:V和Ti在其正常含量范围内对焊接性的影响可不考虑,Si含量在1.0%以下无明显影响。
① 形状简单的中小件可不预热。
    1.2 铸铁件的焊补
    铸铁件上的气孔、砂眼、夹渣、裂纹、渗漏等缺陷,若不超过焊补的允许范围,可以进焊补修复。但是,铸铁的焊接性能差,焊后常用气孔、变形,易断裂,难加工,因此焊补铸铁时,应非常慎重。
    (1)焊补方法 铸铁的焊补方法通常按工件的预热温度分类:焊前不预热或仅预热到250℃以下,称为冷焊;焊前预热到250~450℃,称为半热焊;焊前预热到500~700℃,称为热焊。
    铸铁常用焊补方法的特点及适用范围见表30。

表30  铸铁的焊补方法及其适用范围
焊补方法
铸件预热
焊补特点
适用范围
焊条电弧焊
不预热冷焊
  通常采用非铸铁焊条。若用镍基焊条,焊后可加工;若用其它种类焊条,焊后加工性差,且焊缝强度和颜色各不相同,有的与母材接近
  采用大直径铸铁芯焊条和大电流时,若能严格执行冷焊工艺要点,则焊后可加工,硬度、强度、颜色与母材基本相同。但若缺陷四周刚度大时,焊后易开裂
冷焊、半热焊主要用于非加工面上焊补,有时也用于加工面上焊补
400℃左右半热焊
  一般采用钢芯石墨化型铸铁焊条,焊后加工性不稳定,强度与母材相近
500~700℃
左右热焊
  一般采用铸铁芯焊条。焊后需保温缓冷。可加工,硬度,强度、颜色与母材基本相同,即使缺陷四周刚度大,焊后亦不易开裂
氧-乙炔气焊
不预热
  焊后可加工,硬度、强度、颜色与母材基本相同。但焊后常易开裂
主要用于非加工面
600℃左右热焊
  预热后快速焊。焊后在650~700℃左右保温缓冷。可加工,硬度、强度、颜色与母材基本相同
多用于加工面
钎焊
钎料与铸件
一同加热
  钎料熔化,流布铸件的缝隙或空洞中。焊后,铸件变形小,易加工,但不宜高温工作
主要用于修补孔洞,裂缝等缺陷

(2)焊条的选用 焊补铸铁缺陷应根据母材选 用适当焊条,见表31。
表31 根据铸铁材质选用焊条(日本焊接协会)

表31 根据铸铁材质选用焊条(日本焊接协会)
母材
     焊条种类
焊接种类
镍焊条
DFC Ni
镍铁焊条
DFC NiFe
镍铜焊条
DFCNi Cu
铜焊条
DFC Cu
铁焊条
DFC Fe
灰铸铁
补洞
焊接
一般
焊补裂缝
 

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