【摘要】鑄鐵的結(jié)構(gòu)產(chǎn)品，在工業(yè)中應(yīng)用廣泛，如：發(fā)動機座、齒輪、桿件、機床導(dǎo)軌、支架、手輪等。本文主要講述灰鑄鐵在使用后過程中，出現(xiàn)損壞。在沒有鑄鐵焊條的情況下，采用普通低合金鋼（J422）焊條自己制作成簡易的鑄鐵焊條，手工焊條電弧焊冷焊方式，對產(chǎn)品缺陷進行修補。在修補過程中，如何采用相應(yīng)措施，來盡可能避免焊縫及熔合區(qū)易產(chǎn)生白口組織、裂紋、氣孔等焊接缺陷的產(chǎn)生。

【關(guān)鍵詞】灰鑄鐵；制件鑄鐵焊條；工藝措施；操作要領(lǐng)

1、前言

自己現(xiàn)在工作主要是以焊接技能教學(xué)為主，負責(zé)學(xué)生考證及企業(yè)員工專業(yè)技能提升培訓(xùn)。前期被學(xué)校派駐唯美陶瓷公司為企業(yè)員工進行焊接技能提升再教育。培訓(xùn)期間多名學(xué)員提出，因鑄鐵設(shè)備長期使用后，常見設(shè)備出現(xiàn)損壞，自己采用普通焊補方法，修補效果都不理想，有時還出現(xiàn)設(shè)備修補后反而比修補前更嚴重的情況，不知道如何進行有效焊接修補。針對學(xué)員們提出的問題，經(jīng)參考多方資料，采用鈍銅絲纏繞普通焊條，焊補灰鑄鐵方案。

2、灰鑄鐵的焊接性分析

灰鑄鐵組織由金屬基體和片狀石墨兩部分組成，由于鑄鐵固有的性質(zhì)和冶金特點，給電弧焊帶來了極大的困難，具體如下：

1.鑄鐵含碳量高，碳在焊接過程中被氧化生成CO氣體，易在焊縫中形成氣孔。

2.鑄鐵內(nèi)含有較高的C、S、P等元素，并在焊接中熔化到焊縫金屬中，有增加焊縫金屬硬度、降低塑性和韌性的作用，并有產(chǎn)生裂紋的可能。

3.鑄鐵強度高、塑性差、性質(zhì)脆、鑄造時的殘余應(yīng)力與焊接時的殘余應(yīng)力疊加，也容易在焊接時出現(xiàn)裂紋。

4.鑄鐵在熔化后，若冷卻速度快，在熱影響區(qū)易出現(xiàn)白口組織，所以鑄鐵焊接時裂紋傾向較大。

5.鑄鐵在冶煉加熱中，易出現(xiàn)石墨粗大化，石墨與基體產(chǎn)生間隙，致使鑄件在使用過程中油、水滲入形成氧化物，嚴重阻礙焊接時的熔合，同時還會增加產(chǎn)生焊接裂紋和氣孔的可能性。

6.鑄鐵在焊接熔化時，液態(tài)金屬的流動性很差，嚴重妨礙了焊接時的熔合，熔池中的熔渣和有害氣體也難以逸出，這不僅會在焊縫中造成嚴重的焊接缺陷，而且還會影響焊縫金屬的致密性。

3、灰鑄鐵補焊工藝措施

針對上述焊接不利因素，采取以下幾點措施：

1.清理待焊部位冷焊前必須把油、水銹、污垢及其它雜質(zhì)徹底清除干凈，消除焊接過程中氣孔的產(chǎn)生。

2.焊接過程中，采用小電流、快速焊，來減少焊接熱輸入，鑄鐵中的碳、硫、磷等有害物質(zhì)可少進入焊縫，有利于提高焊縫質(zhì)量。

3.厚度較大的焊件，合理安排多層多道焊接順序。

4.在熔合區(qū)容易產(chǎn)生白口組織，盡量減慢焊接過程中及焊后的冷卻速度，讓滲碳體有足夠時間來析出石墨，盡最大可能減少白口組織生成。

4、焊前準(zhǔn)備

4.1灰鑄鐵焊條的制作

選用一根Φ3.2的J422焊條，Φ0.8mm、700mm長的紫銅絲，把紫銅絲纏繞在焊條藥皮的表面，纏繞之間的距離為7mm，整支焊條纏繞完大概50匝左右。注意紫銅絲在纏繞時，不要破壞焊條本身的藥皮，以免影響焊條焊接的穩(wěn)定性（如圖1）

4.2焊件準(zhǔn)備

為了保證焊補質(zhì)量，用肉眼或低倍放大鏡對存在問題的鑄件產(chǎn)品進行檢查，確定缺陷的性質(zhì)、位置、走向、大小等。確定焊接缺陷性質(zhì)及位置后，用砂輪對缺陷進行清理，直至露出金屬光澤。如鑄件上存有油脂，還需利用火焰將鑄件分段數(shù)加熱，加熱到不冒煙為止，來清除油污。

清理完后，若發(fā)現(xiàn)是裂紋，需在裂紋終點兩端3～5mm處鉆削直徑4～6mm止裂孔，以防焊接時裂紋擴展。

5、坡口形式加工。

把準(zhǔn)備好有缺陷的鑄鐵產(chǎn)品，采用機械的加工方法對鑄鐵件進行加工，為更適應(yīng)練習(xí)，坡口統(tǒng)一加工成600“V”形坡口角度，坡口深度視缺陷情況而定（如圖：2）。

6、焊接電源、焊接材料及化學(xué)成份

焊接電源采用直流焊機，正接焊接電源極性。焊條在焊接前在烘箱內(nèi)150度溫度下，烘培1小時。紫銅絲選用純度在99.8%以上，其它雜質(zhì)盡可能少。

7、規(guī)范操作要點

7.1焊補工藝參數(shù)

7.2焊補實際操作要領(lǐng)

1）、焊接電流盡可能小

操作時，在保證焊接質(zhì)量的前提下，焊接電流的選用盡可能小些，以此來減小熔合比，避免母材熔入量過多，使母材鑄鐵中的有害物質(zhì)也盡可能減少進入焊縫，影響焊縫成分，造成不良影響。而且還可以減小母材與焊接處的溫差，防止熔合區(qū)域開裂。同時焊接的熱輸入量少，還可以減小焊接應(yīng)力的產(chǎn)生。

2）短段、斷續(xù)分散快速焊，不作橫向擺動。

練習(xí)過程中要求學(xué)員們，采用短段、斷續(xù)、快速焊，每段焊20～30mm為一小段（見圖3）。同時焊條不作橫向擺動的運條模式，這樣可以減小焊接熱輸入，使接頭熱影響區(qū)變窄，產(chǎn)生焊接殘余應(yīng)力變小，焊接接頭出現(xiàn)裂紋的傾向減小，焊縫與母材之間的白口層變薄。焊接過程中，還需認真觀察熔池情況，檢查有無發(fā)現(xiàn)氣孔、裂紋的產(chǎn)生。如發(fā)生要及時停止焊接，對產(chǎn)生原因進行分析，并重新加工坡口練習(xí)。

3）錘擊焊段

每成功焊完一小段后，迅速用軟頭小錘快速錘擊處于高溫而具有較高塑性的焊縫，錘擊位置主要集中在焊縫及焊縫周圍部位，用力不能太大，以此松弛焊接應(yīng)力，增加焊縫的致密性，防止裂紋。

4）合理安排焊接順序

焊道順序也要注意，一般先在坡口周圍先快速堆焊一層，每焊完一道焊縫，待工件冷卻到不燙手時（50～60。C）再焊接下一道焊縫。按（圖4）所示，后再進行填充焊接，這樣的焊接順序可避免焊件過熱及提高焊縫抗剝離性裂紋。

8.3焊后檢查

1）焊接過程中檢查，由于焊接運條方式，采取短段、多道焊接，焊接接頭較多，每次停頓都必須仔細檢查焊縫與接頭部位，是否出現(xiàn)氣孔、未熔合、裂紋等缺陷，有缺陷時及時補救。

2）焊補完成后，焊縫外觀尺寸是否符合要求；變形是否控制在允許范圍內(nèi)；生產(chǎn)中，如有需要可進行無損檢驗，測定焊縫質(zhì)量。本次練習(xí)受條件限制，焊后不做焊縫檢驗。

8、工藝總結(jié)

灰鑄鐵本身整體剛度較大，在焊接過程中的加熱和冷卻，會使焊件不均勻膨脹和收縮，產(chǎn)生較大的應(yīng)力，若超過材料某薄弱部位的屈服點，就會出現(xiàn)裂紋。因此在焊補過程中要重點考慮到產(chǎn)生裂紋的因素：一是補焊區(qū)以外的母材斷裂，一般由焊補時過大的熱輸入引起；二是補焊區(qū)產(chǎn)生橫向裂紋，是由操作工藝不當(dāng)引起，應(yīng)避免一次焊接焊縫過長；三是沿熔合區(qū)裂紋，可通過控制補焊區(qū)的溫度、短焊縫斷續(xù)焊、焊后及時充分敲擊等辦法，避免應(yīng)力裂紋的產(chǎn)生。

9、結(jié)束語

用普通焊條制作鑄鐵焊條既經(jīng)濟又方便，及時解決工作需求。但灰鑄鐵產(chǎn)品有多種級別，本論文中論述的方法主要針對普通灰鑄鐵的焊補，對于高要求的鑄鐵產(chǎn)品、設(shè)備應(yīng)選用對用的鑄鐵焊條焊補，以免出現(xiàn)事故。

采用上述焊條制作方法，工藝措施、工藝參數(shù)、操作要點，基本上可以解決普通鑄鐵件的缺陷焊補問題。通過此次實訓(xùn)練習(xí)，各位學(xué)員對鑄鐵焊補技術(shù)有了新的理解，簡單的方法可以在工作得到應(yīng)用推廣。

參考文獻

[1]范紹林，韓麗娟編著.《鑄鐵件焊補技巧與實例》，化學(xué)工業(yè)出版社

[2]劉云龍主編.《焊工（高級）鑒定培訓(xùn)教材》，機械工業(yè)出版

[3]王新洪主編.《手工電弧焊》，化學(xué)工業(yè)出版社.