灰口鑄鐵(tiě)冷(lěng)焊工(gōng)藝

灰口鑄鐵(tiě)冷(lěng)焊工(gōng)藝

一(yī)、調查分(fēn)析

鑄鐵(tiě)是(shì)含碳量大(dà)✘✔&₹于2％的(de)鐵(tiě)碳合金(jīn)，工(gōng)業(yè)用'¥®(yòng)的(de)鑄鐵(tiě)除含鐵(≤×tiě)和(hé)碳之外(wài)，還(hái)含有(yǒu)一(yī)定量的×¥₩φ(de)矽、錳元素以及硫磷雜(zá)質。為(wè λ₩©i)了(le)改善鑄鐵(tiě)的(de)某些(xiē)性能(néng)時(shí)常有(yε☆ǒu)目的(de)地(dì)加入某些(xi ≤ē)合金(jīn)元素。

通(tōng)常按碳在鑄鐵(tiě)中存在的(de)狀φ↕态及形式的(de)不(bù)同，一(yī)般将鑄鐵(≥♠<tiě)分(fēn)為(wèi)白(bái)口鑄鐵(tiě)™•、灰口鑄鐵(tiě)、可(kě)鍛鑄鐵(tiě)、球墨鑄鐵(tiě)及蠕墨鑄鐵(tiě)五δ¥↓類。其中，灰口鑄鐵(tiě)制(zhì)造成本低(dī)，鑄造性能(néng)好(hǎo)，減'π←∑震性和(hé)耐磨性良好(hǎo)，切削加工(gōng)性能(néng)優良‌±，所以灰口鑄鐵(tiě)應用(yòng)非λ♦ ₽常廣泛。但(dàn)是(shì)在應用(yòng)過程中由于種種原因，産品會(h↓ $uì)受到(dào)損壞并出現(xiàn)裂紋等缺陷，使其報(bào)廢，若•±‌♣能(néng)及時(shí)用(yòng)焊接方法修複，不(bù)僅有(yǒu)利$¶α于生(shēng)産，而且可(kě)以節約大(dà)量資金(jīn)。因ε™此，灰口鑄鐵(tiě)的(de)補焊工(gōng)藝在日(rì)常‍∑↑生(shēng)産中将會(huì)得(de)到(dào)廣泛≈♥使用(yòng)。

二、狀況分(fēn)析

1、鑄鐵(tiě)的(de)組織性能(néng)分(fēn)析

灰口鑄鐵(tiě)的(de)組織相(xiàng)當于在鋼的(de)¶↕×→基體(tǐ)上(shàng)分(fēn)布片狀石→•墨夾雜(zá)，由于石墨的(de)強度較低(dī)，這✔π(zhè)就(jiù)相(xiàng)當于在鋼的(de)基體(tǐ)中有(yǒu)許多(duō)孔¥€洞和(hé)裂紋，破壞了(le)基體(tǐ)的(de)連續性，并且在™♥外(wài)力的(de)作(zuò)用(yòng)下(©∑xià)，裂紋尖端處容易引起應力集中而産生(shēng)破壞。因此，灰口鑄鐵(tiě)的(de)抗¥ ♠拉強度和(hé)疲勞強度都(dōu)很(hěn)低(dī)，塑性和(hé)沖擊韌性幾乎為(wèi)λ♣≤♦零，當基體(tǐ)組織相(xiàng)同α→時(shí)，其石墨越多(duō)，片越粗大(dà)，分(fēn)布越不(bù)均勻，鑄鐵(t &₩δiě)的(de)抗拉強度和(hé)塑性越低(dī)。由于片狀石墨對(d →uì)灰口鑄鐵(tiě)有(yǒu)著(zhe)☆π÷≥決定性影(yǐng)響，即使基體(tǐ)組織從(cóng)珠光(guāng)體(tǐ)改✘↓λ變為(wèi)鐵(tiě)素體(tǐ)，也(yě)隻會(huì)降低(dī)強度而不(bù ‍¥)會(huì)增加塑性和(hé)韌性，因此，≠‍€ 在日(rì)常生(shēng)産中，應用(yòng)最廣泛的(de)灰口鑄鐵(tiě) ¶♦為(wèi)珠光(guāng)體(tǐ)鑄鐵(tiě)。在π±™™下(xià)面的(de)補焊工(gōng)藝介紹中，主要(yào)針對(d¶★♥≈uì)珠光(guāng)體(tǐ)灰口鑄鐵(tiě)進行(xíng)介紹。

2、灰口鑄鐵(tiě)冷(lěng)焊工(gōng)藝特點和(hé>σ)存在的(de)問(wèn)題

灰口鑄鐵(tiě)冷(lěng)焊的(de)特點是(shì)焊前γ"對(duì)需焊補的(de)工(gōng)件(jiàn)不(bù)預熱(rè)，δ♣‍☆焊工(gōng)勞動條件(jiàn)好(h∏$ǎo)，焊補成本低(dī)，焊補過程短(duǎn)，焊補效率高(gāo)★' 。所以電(diàn)弧冷(lěng)焊鑄鐵(tiě)是(shì)一(yī)個(σ×®×gè)發展方向，但(dàn)它也(yě)存在許≤®☆多(duō)局限性，如(rú)焊縫強度低λ•δ♥(dī)，塑性差，焊補剛性較大(dà)時(shí)易出現(xiàn)裂紋。™δ£此外(wài)，由于冷(lěng)卻速度快(kuΩ®ài)，焊縫很(hěn)容易出現(xiàn)白(bái)口現(xiàn)象•±↓和(hé)大(dà)面積的(de)淬硬組織。

灰口鑄鐵(tiě)補焊存在兩方面問(wèn)題：¶‌∏∑一(yī)方面，焊接易出現(xiàn)白(bái)口及淬硬組織、塑性極差且難∑€ 以進行(xíng)機(jī)加工(gōng)；另一(yī)方面，焊接接頭易出現(xiàn)☆€≤裂紋，導緻補焊失敗甚至工(gōng)件(jiàn)的(de)報(∑☆‍bào)廢。灰口鑄鐵(tiě)的(de)化(huà)學成分(fēn)和(hé)力學性能(néng‌∏≤)決定其焊接性很(hěn)差。因此，一(yī)般灰口鑄鐵(tiě)的(de)φβ焊接加工(gōng)僅用(yòng)于鑄鐵(tiě×±)缺陷焊補和(hé)損壞鑄件(jiàn)的(de)修複。

3、選材及原因

為(wèi)解決以上(shàng)問(wèn)題，通(tōng)過實踐和(hé)分(fēn)₩♣析證明(míng)鎳基焊條能(néng)₽™$使焊縫不(bù)出現(xiàn)淬硬組織且使焊縫有(yǒu)較高(gāo)的(de)塑性和(héε©♥→)韌性。鎳是(shì)擴大(dà)奧氏體(tǐ)區(qū)的(de)元素，當Fe-Ni合金(jīn)中含鎳量超過30%時(shí)，合金(jīn)凝固後一(yī)直到(dào)室溫β'♥↑都(dōu)保持硬度較高(gāo)的(de)奧氏體(tǐ)組織，不(bù)發生(sh¶¶₩☆ēng)相(xiàng)變，所以鎳基焊條形✘≥₩成的(de)焊縫有(yǒu)一(yī)定的(de ₩>¶)塑性和(hé)強度,且硬度較低(dī)。同時(shí)，鎳為(wèi)促使石墨化(huà)元素,其擴散能(néng)力很(hěn)強，對(duì)減弱半熔化(huà)區(qū)白(∑ β bái)口的(de)寬度很(hěn)有(yǒu)利。有(yǒu)人(rén)系統㧩研究了(le)焊條不(bù)同含鎳量對(duì)白(bái)口區​α(qū)寬度的(de)影(yǐng)響，其結果是(sh★<✘¥ì)當焊縫含鎳量為(wèi)50%時(shí)，可(kě)減低(dī)到(dào)0.1mm，當焊縫含鎳量為(wèi)98%時(shí)，可(kě)減低(dī)到(dào)0.05mm，而且白(bái)口呈斷續狀，故采用(yòng)鎳基焊條可(kě)減弱白(bái)≈‌₽口現(xiàn)象，提高(gāo)焊縫強←☆度和(hé)塑性，改善焊縫接頭加工(gōng)性，所以在冷(lěng)焊灰口鑄鐵¥★¶₹(tiě)時(shí)盡量采用(yòng)鎳基鑄鐵(tiě↓♦↕λ)焊條，如(rú)鎳基182焊條其焊縫具有(yǒu)較高(gāo)力學性能(néng)。

三、對(duì)策及方法

1、過渡搭橋法

此種焊接方法就(jiù)是(shì)在母材兩側先焊過渡層，≥♣ 再焊中間(jiān)填充焊縫。它主要(yào)适用(yòng)于大(dà)厚件(jiàn)的(<↕de)焊補工(gōng)作(zuò),若填充量過大(dà)，中間(jiān)可(kě)用(yòng)J507焊條适當代替，這(zhè)樣可(kě)減少(shǎo)焊縫中氧、硫、磷和(h> $é)碳的(de)含量，既保證了(le)焊縫的(de)強度又(yòu)降低<"✘(dī)了(le)焊材成本，防止裂紋發生(shēng)。若坡口角度較小(xiǎo)時(shí),可(kě)全用(yòng)鎳基182直接焊接完成。

2、生(shēng)根補焊法

此種補焊方法主要(yào)用(yòng)于工(gōng)件(jiàn)相(xiàng)對(duì)≥±π較薄，焊縫填充量不(bù)大(dà)的(de)工(gōβ≠±ng)件(jiàn)。焊條最好(hǎo)全部用(yòng)鎳基182焊條，焊接時(shí)應由裡(lǐ)到(dào)外(wài)逐層焊接，也(yě)←δβ'就(jiù)是(shì)先将坡口內(nèi)焊® 滿，再焊兩側圓孔，最後焊兩孔之間(jiān)焊縫。

3、栽樁補焊法

此種方法補焊主要(yào)用(yòng)于應力相(xi∑✔ àng)對(duì)集中或裂紋無法清理(lǐ)幹淨的(de)焊縫。栽樁可(kě)用(yò≈∏→ng)碳鋼來(lái)承擔，焊接時(shí)可(kě)先繞栽樁焊接,然後再焊栽樁之間(jiān)，這(zhè)樣既可(kě)提高(gāo)焊接效率，又(yòu₩↓≤σ)可(kě)節省焊條，焊栽樁時(shí)可(k★£•£ě)用(yòng)J507焊條。

4、鉚接補焊法

此種焊接方法主要(yào)用(yòng)于工(gōng)作(zuò)應力較大(dà)，工(gōng‍©✘∑)件(jiàn)相(xiàng)對(duì)較厚的(de)焊縫，如(rú)大(dà)型φ ←"機(jī)器(qì)的(de)底座等工(gōng)件(jiàn)。鉚釘可(k®♦ě)用(yòng)碳鋼承擔，焊鉚釘時(shí)可(kě)用(y‍β≈←òng)J507焊條焊接，主焊縫仍舊(jiù)用(yòng)鎳基182焊條。焊接時(shí)先将坡口內(nèi)焊滿，最後焊鉚釘，使鉚釘和(hé)坡口內(nèi) ≥焊縫形成一(yī)個(gè)整體(tǐ)焊縫。

四、 工(gōng)藝要(yào)求

1、做(zuò)好(hǎo)焊前準備工(gōng)✔€‍作(zuò)

首先要(yào)清理(lǐ)工(gōng)件(jiànσ↔∑)及缺陷上(shàng)的(de)油污和(hé)其它雜(zá)質，确定​ "₹裂紋的(de)長(cháng)度和(hé)深度,必要(yào)時(shí)要(yào)用(yòng)堿水(shuǐ)、汽油或火(huΩ₹€¶ǒ)焰清理(lǐ)污物(wù),确保坡口內(nèi)無雜(zá)質，從(cóng)而降低(dī)焊縫內(nèi)↑$‍的(de)含磷硫量，減少(shǎo)開(kāi)裂傾向。為(wèi)防止焊接過程裂紋擴≠≥ ↔展，應在裂紋端部3-5mm處鑽止裂孔(∮5-∮8)，開(kāi)坡口的(de)原則為(wèi→ σ)盡量減少(shǎo)坡口角度及母材的(de)熔化(huà)量，以降低("∑‍dī)焊接應力及焊縫中碳、硫量,防止裂紋發生(shēng)。

2、采用(yòng)小(xiǎo)電(diàn)流小(xiǎo)規範焊接

在保證電(diàn)弧穩定及焊透的(de)情況下(xià)，應采用(yò ¥ng)合适的(de)最小(xiǎo)電(diàn)流焊接Ωεβφ，電(diàn)流小(xiǎo)使得(de)溶深也(yě)較小(xiǎo)，鑄鐵(×α∑•tiě)中的(de)碳、硫、磷等有(yǒu)害雜(zá)質可(kě∑¥✔)少(shǎo)進入焊縫，有(yǒu)利于πδ提高(gāo)焊縫質量。同時(shí)，随著(zhe)電(diàn)流減小(xi  €↕ǎo)，在焊接速度不(bù)變的(de)情況下(xià)，減小(xiǎ ≠o)了(le)焊縫線能(néng)量,不(bù)僅減少(shǎo)了(le)焊接應力，使焊接接頭出現(xiàn)✔•∏裂紋的(de)傾向減小(xiǎo)，而且也(yě)減小(xiǎo)了(le)整個(gè)熱(r©↔™è)影(yǐng)響區(qū)寬度，其中也(yě)包括減小(®δ"∏xiǎo)了(le)最易形成白(bái)口的(de)半熔化(huà)區(≈σ₹←qū)的(de)寬度，使白(bái)口層變薄，所以最好(hǎo)采用(yò→∑₹§ng)小(xiǎo)直徑焊條，提高(gāo)焊接速度  ∑↕且不(bù)做(zuò)橫向擺渡。

3、采用(yòng)分(fēn)段分(fēn)層斷續分(fēn)散焊接

焊縫越長(cháng)，焊縫所承受的(de)拉應¶✘力越大(dà)，故采用(yòng)短(duǎn)焊縫有(yǒu)利于減低(dī)焊∑₹縫應力狀态，減弱焊縫發生(shēng)裂紋的(de)可∏↑(kě)能(néng)性，一(yī)般每次焊縫長(cháng)度為(wèi)30-50mm。為(wèi)了(le)降低(dī)焊補處的(de)溫度，減少(¶®♦♣shǎo)應力，宜待工(gōng)件(jiàn)冷(lěng)卻至不(bù)燙手時(shí)<≤ (50～60℃)再焊下(xià)一(yī)道(dào)焊縫。此外(wài)，也(®★₩≥yě)可(kě)用(yòng)分(fēn)散焊法。相(xià↔≤<←ng)對(duì)于較厚的(de)焊件(jiàn)時(shíπ≤‌)，采用(yòng)多(duō)層焊接可(k ₽∏Ωě)以有(yǒu)效地(dì)提高(gāo)焊縫金(jīn)屬的(de)性能(néng)，這(zh∏​↑↓è)主要(yào)是(shì)由于後一(yī)層對(duì)前一(yī)層焊縫具有(yǒ↓​u)附加熱(rè)處理(lǐ)的(de)作(zuò)用(yòng)，從(cóng)而改善↕≤& 了(le)焊縫固态相(xiàng)變的(de)組織。

4、錘擊焊縫表面

錘擊焊縫表面既能(néng)改善後層焊縫的(de)結晶組織，也(☆‌ yě)能(néng)改善前層焊縫的(de)固态相(xiàng)變組織。因γ∏★™為(wèi)錘擊焊縫可(kě)使前一(yī)層焊縫(或坡口表面)不(bù)同程度的(de)晶粒破碎，使後層焊縫σ​在凝固時(shí)晶粒細化(huà),這(zhè)樣逐層錘擊焊道(dào)就(jiù)可(kě)以改善整個(gè)焊縫的(de)£¥≥組織性能(néng)。此外(wài)，錘擊焊道(dào)也(yě)産生(shēng)塑♦‍性變形而降低(dī)殘餘應力，從(cóng)而提高(gāo)焊縫的(de)韌性和(hé)疲→•¶₹勞性能(néng)。所以錘擊是(shì)改£β♠善焊道(dào)組織和(hé)性能(néng)最簡單有(yǒu)效的(de)方法。

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