王海東 孫金祥 張超

1.概述

灰鑄鐵由于成本低、鑄造性能好、易切削加工、吸振、耐磨等優(yōu)點，因此應(yīng)用廣泛。但灰鑄鐵中P、S雜質(zhì)比較高，碳以片狀石墨的形式存在，在常溫下幾乎沒有塑性及韌性，當(dāng)鑄造過程中存在缺陷，在搬運、起吊過程中稍有不慎或強(qiáng)度超過極限時，常會產(chǎn)生裂紋。因此生產(chǎn)過程中常用補焊工藝來恢復(fù)缺陷，如采用冷焊時，稍有不當(dāng)，就會產(chǎn)生裂紋；而將灰鑄鐵件預(yù)熱溫度達(dá)到600～700℃焊接時，就有一定的塑性，伸長率可達(dá)2%～3%，焊縫與母材的溫差較小，因此大大降低了接頭的熱應(yīng)力，可以避免產(chǎn)生白口組織及淬硬組織，能有效防止焊接裂紋產(chǎn)生。

根據(jù)灰鑄鐵件特性，與焊條電弧焊、氣焊、CO2氣體保護(hù)焊相比，氬弧焊是比較理想的焊接方法，因為受氬氣流的壓縮和冷卻作用，電弧熱量比較集中，熱影響區(qū)很窄，焊接變形與應(yīng)力小；同時，焊接時熔池觀察方便，操作簡單，電弧穩(wěn)定，能夠有效控制熔池尺寸和大小，熔池內(nèi)缺陷容易外溢，大大提高了焊接質(zhì)量，故采用氬弧焊熱焊工藝，用于焊接比較重要的鑄鐵件。本文介紹M7130A臥軸平面磨床HT150連桿座修補工藝。

2.焊接工藝

（1）坡口加工 根據(jù)鑄鐵件損壞的大小設(shè)計坡口，一般壁薄的構(gòu)件采用單面V、U形坡口，而壁厚的構(gòu)件為了減少焊接變形和焊接應(yīng)力，防止產(chǎn)生裂紋，應(yīng)采用X或雙面U形坡口。根據(jù)本工件特點，采用X形坡口，磨光機(jī)開坡口，先開單面V形坡口，便于裝配固定，減少錯位。正面焊接3～4層后，同樣在反面開坡口，清根見白為止（見圖1）。

（2）坡口清理 坡口加工后，對坡口進(jìn)行加熱，方法有火焰加熱和電熱履帶加熱等，本工件采用火焰加熱到600～700℃，使坡口附近鑄鐵組織內(nèi)部油、潮氣高溫燃燒蒸發(fā)。加熱一定時間后，用鋼絲刷對坡口及附近燃燒的雜質(zhì)清理干凈（見圖2）。

（3）焊前預(yù)熱 內(nèi)部雜質(zhì)燒損后，用磨光機(jī)去除坡口表面滲碳層。焊前對坡口進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度600～700℃，用紅外線測溫計進(jìn)行測量（當(dāng)不預(yù)熱焊接時，焊縫很容易產(chǎn)生白口、淬硬組織及裂紋等，且鑄鐵含碳量高，鐵液流動性極差，幾乎無法焊接），當(dāng)溫度達(dá)到400℃以上時，鐵液流動性有了明顯的轉(zhuǎn)變；當(dāng)溫度達(dá)到600～700℃時，鐵液流動較好，焊接性幾乎跟碳鋼相似。

圖1 連桿座損壞處坡口加工

圖2 連桿座高溫加熱去除雜質(zhì)

（4）焊接 盡量選用C、Si含量高的焊絲，如RZC—1，RZC—2等，也可選用TG—50碳鋼焊絲，但最好選用與母材化學(xué)成分相匹配的焊絲。本工件采用TG—50碳鋼焊絲，焊接電流參數(shù)下降10%，即小電流、快速焊，因為焊接時母材溫度比較高，加上電弧高溫，形成熔池溫度過高，容易造成焊縫中合金元素?zé)龘p，影響焊縫質(zhì)量。當(dāng)熔池中存在殘渣或其他缺陷時，用焊絲撥除；無法撥除時，停止焊接，用打磨機(jī)去除缺陷。焊縫蓋面應(yīng)高于母材1～2mm，便于機(jī)械加工。焊接完畢后，立即對焊縫采取保溫緩冷措施。重要的構(gòu)件，最好進(jìn)行600～700℃高溫回火處理，消除內(nèi)部應(yīng)力。連桿座焊接如圖3所示，焊接參數(shù)如附表所示。

圖3 連桿座焊接

（5）焊后檢測 48h后，采用著色探傷無損檢測，數(shù)例采用氬弧焊熱焊工藝修補，表面均無裂紋、未熔合等缺陷，使用多年，均無焊縫質(zhì)量問題。

3.結(jié)語

采用氬弧焊熱焊工藝修補灰鑄鐵，只要嚴(yán)格按照焊接工藝，焊前坡口清理、預(yù)熱、焊后緩冷，就能夠控制焊縫裂紋現(xiàn)象。生產(chǎn)實踐證明，以修補工藝是多種焊接方法中比較理想的焊接方法之一。20140218

焊接參數(shù)