趙志群

我廠是生產(chǎn)各種系列車床的生產(chǎn)廠，在這些車床鑄件中，有許多是孕育鑄鐵件，從HT200到HT300小的幾十公斤，大的有一頓多重，在實際生產(chǎn)中，毛坯鑄件經(jīng)常會產(chǎn)生夾砂、氣孔，這種現(xiàn)象也會在機械加工中，出現(xiàn)砂眼、氣孔、缺肉等鑄造缺陷。這些產(chǎn)品完全可以通過焊補來挽救這些鑄件產(chǎn)品，經(jīng)焊補過的鑄件，是能夠滿足機械加工和使用要求的，這些既可以避免鑄件報廢所產(chǎn)生的損失，也可以減少由于機械加工后，發(fā)現(xiàn)缺陷導致鑄件廢品而發(fā)生的工作損失和影響正常組織產(chǎn)生而引發(fā)的損失。

然而長期以來，由于孕育鑄鐵是珠光體基體，融化金屬時易產(chǎn)生硬而脆的相，導致機加困難打損刀具現(xiàn)象時而發(fā)生，加之焊條不當和焊補工藝不理想，產(chǎn)生硬而脆的相更加嚴重，長此以往，給人們形成一種孕育鑄件焊補可加工的錯誤觀念，發(fā)生了一些可以用焊補白白報廢的鑄件廢品，造成人力、物力的浪費和不必要的經(jīng)濟損失。

基于上述原因，我通過采用不同的焊條和焊補方法，進行焊補試驗，終于解決了珠光體為基體的孕育鑄件，容易產(chǎn)生硬而脆相，導致硬度差，不能加工的難題?，F(xiàn)將有關技術介紹如下：

1.金相分析

金屬的融化焊補使用焊劑，金屬以及一部分母才處于融化狀態(tài)?；诣F焊補比碳鋼困難的根本原因在于他們的含碳量高，由于含碳量高共晶碳化物（Fe3c）以及馬氏體和唄氏體都能在焊接金屬與母材交接出和熱影響區(qū)內發(fā)現(xiàn)。在孕育鑄鐵中的這些硬而脆顯微組織的形成能引起機械加工困難并產(chǎn)生內應力，偏析和裂紋。

上述問題是屬于金相范疇，要獲得滿意的焊件必須注意如下事項：

（1）灰鐵基體的類型及成分。

（2）焊條的選擇。

（3）焊補前后及操作過程中熱量的控制。

2.灰鐵的基體類型及成分

從焊接性的觀點來看鐵素體一般是最適合焊接的。很顯然，鐵素基體與低碳鋼的組織最接近，并且在熱影響區(qū)內出現(xiàn)硬化而產(chǎn)生的問題也比珠光體灰鐵少，這是由于對馬氏體開始形成溫度M3影響最大的元素是碳，石墨成核數(shù)多，能減少在重凝時碳化物的形成。

3.焊條的選擇

低碳鋼焊條比較便宜，但是，不適用于灰鐵的焊接，這是由于它迅速吸收碳而引起材質硬化，并產(chǎn)生裂紋，因此，焊條的材質主要是選擇那些有一定吸收碳的能力，并能使其不會損害焊條縫性能的材料。由于上述理由，鑄508鎳銅焊條（EZNiGu-I）3.2—4，成分Ni63.5%/Cu26.2、Mn1.16、CI.0Si0.65，最使用焊接補光體灰鐵鎳的碳化物（Ni3c）比鐵的碳化物（Fe3c）穩(wěn)定性強的多。在大多數(shù)凝固條件下，碳分離成石墨的形式存在。

4.熱條件的控制

要使得焊補達到合理一致的性能，熱量輸入與冷卻速度的控制是最基本的。

在金屬電弧焊完成之后，焊補處會立刻以每秒300c的速度冷卻，為了使已經(jīng)形成的碳化物分解，并避免氏體的形成，減少焊補時間，采取瞬時點焊，減少溫度差和冷卻速度。

5.表面準備

（1）再焊補處附近的鑄造表皮必須清除。

（2）焊補面應是剛剛摩削或機械加工過的。

（3）必須清除交界面上的銹斑、塵土、油污及繡皮。

（4）再焊補缺陷時，焊補處應有清潔的表面。

6.焊補方法

目前灰鑄鐵常用的電弧補焊方法可分為三類：

（1）熱焊法：焊前把整個鑄件全部預熱到600—700攝氏度。而且焊接過程中始終保持這個溫度，焊后保溫綏冷。采用鑄鐵心或鋼心石墨鑄鐵焊條，用來焊補缺陷較大部位，可以防止白口和裂紋。

（2）半熱焊發(fā)：即將鑄件上的缺陷局部預熱到300—500攝氏度后，進行焊補，操作要領是要連續(xù)堆焊，采用長弧焊，使用較大電流，不錘擊，焊后應緩冷。

（3）l冷焊法：即鑄件不育要預熱，就可以焊補，其工藝要點是短段、繼續(xù)、分散焊，采用小電流，每段焊縫均應用錘擊消除應力，可采用多層焊。

電弧焊是電弧在自耗電板與工件之間放點，所產(chǎn)生的熱量使工件熔化，鎳銅508焊條有特殊配方的焊條藥皮，能產(chǎn)生軟而不穿透的電弧，熱輸入值正好與減少熱影響區(qū)內形成硬而脆的相的愿望一致。

采用盡可能低的能量輸入，可以減少碳化物區(qū)城以及硬質點區(qū)域，這與 短期內保持足夠金屬熔化及供給液態(tài)焊料金屬并不矛盾。

7.生產(chǎn)效果

經(jīng)過十多年的生產(chǎn)使用，基本強度達到珠光體母材的60%硬度，在焊補邊緣即邊界只比母材高出HB20-30度左右，芯部基本與母材相近，減少和避免不必要的的經(jīng)濟損失?，F(xiàn)已能焊補機床鑄件中，任何一種鑄件產(chǎn)品，并能達到并滿足加工和使用要求，取得了可觀的經(jīng)濟效益。