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        鑄鋼件焊接及缺陷修復(fù)

        2016-03-16 07:16:28白冬冬楊宇恩
        環(huán)球市場(chǎng) 2016年32期
        關(guān)鍵詞:鑄鋼件補(bǔ)焊坡口

        白冬冬 楊宇恩

        中車齊齊哈爾車輛有限公司

        鑄鋼件焊接及缺陷修復(fù)

        白冬冬 楊宇恩

        中車齊齊哈爾車輛有限公司

        隨著鑄造的發(fā)展,復(fù)雜件、薄壁件越來越多,鑄型的強(qiáng)度也得到了很大提高,但是鑄鋼件由于工藝等的原因?qū)е缕涔ぷ餍阅艽嬖诤芏嗟娜毕?,為更好的提高鑄鋼件的工作性能需要對(duì)鑄鋼件的缺陷進(jìn)行修復(fù)補(bǔ)焊,因此進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)其的研究非常有必要?;诖吮疚姆治隽髓T鋼件焊接及缺陷修復(fù)。

        鑄鋼件;焊接;缺陷修復(fù)

        1 、鑄鋼件焊接

        1.1 焊前預(yù)熱

        預(yù)熱主要是減緩焊后的冷卻速度,有利于焊縫金屬中擴(kuò)散氫的逸出,減少焊縫及熱影響區(qū)的淬硬程度,降低焊接應(yīng)力和焊接結(jié)構(gòu)的拘束度,提高焊接接頭的抗裂性。裝配定位焊時(shí)使用氧乙炔火焰加熱,而焊接時(shí)必須采用電加熱器加熱,注重預(yù)熱效果,盡量采用陶質(zhì)或防火巖棉的加熱片。

        預(yù)熱溫度應(yīng)在100-200℃的區(qū)間,預(yù)熱在坡日兩側(cè)200mm范圍內(nèi),加熱應(yīng)緩慢進(jìn)行,速度60-100℃/h,即鑄鋼件最低預(yù)熱時(shí)間不得小于1小時(shí)。測(cè)量溫度應(yīng)距焊縫中心75mm處,有條件的情況下盡量測(cè)量預(yù)熱的背面,電加熱器必須派專人接線、使用、維修、保養(yǎng),注意使用過程中的安全,預(yù)防觸電和燙傷。

        1.2 焊接過程

        在生產(chǎn)中,為確保焊接有可追溯性,應(yīng)詳細(xì)記錄焊前預(yù)熱溫度、層間溫度、焊后熱處理溫度等。焊接時(shí)層間溫度、熱影響區(qū)不得小于預(yù)熱溫度,最高不得大于2500C。當(dāng)溫度大于200℃時(shí),加熱片應(yīng)立即停止加熱??紤]到焊縫長(zhǎng)短的情況,當(dāng)焊縫大于lm時(shí),盡量安排多名焊工焊接,每lm焊縫中必須安排一名焊工焊接。應(yīng)一次焊接完成,盡量避免隔夜二次預(yù)熱。焊接需從中間向四周焊接,先焊對(duì)接縫,后焊角焊縫的順序進(jìn)行,當(dāng)有自由端對(duì)接焊縫時(shí),應(yīng)先焊自由端焊縫,角焊縫先焊立角焊,后焊平角焊。當(dāng)焊縫較短時(shí),尤其要注意,因?yàn)樯a(chǎn)人員經(jīng)常重視生產(chǎn)而忽視質(zhì)量,由于焊縫較短,焊完一道后,溫度還較高,這就需要檢驗(yàn)人員實(shí)時(shí)監(jiān)督,以防溫度過高,又繼續(xù)焊接。多層焊時(shí)每層焊道的焊接方向要一致,各層的焊接方向可以相反,焊道的接頭應(yīng)互相錯(cuò)開,錯(cuò)開距離不小于30mm。除打底層厚度4-6mn外,其余每層厚度控制在3-4mm。建議焊縫寬度,平焊縫延16mm,其它位置延25mm。

        1.6 焊后熱處理

        焊接完畢,應(yīng)立即將溫度加到200-250℃,進(jìn)行低溫回火處理,回火完畢后,用防火巖棉覆蓋,使其緩冷,保溫時(shí)間按板厚確定但不少于2小時(shí)。

        2 、鑄鋼件的修復(fù)焊接

        2.1 鑄鋼件修復(fù)區(qū)域開坡口

        在鑄鋼件的補(bǔ)焊過程中較常出現(xiàn)的問題主要有:(1)在鑄鋼件焊接時(shí)由于溫度的突然變化導(dǎo)致鑄鋼件內(nèi)產(chǎn)生較為嚴(yán)重的焊接應(yīng)力,隨著焊接應(yīng)力的積聚會(huì)使得鑄鋼件產(chǎn)生較為嚴(yán)重的裂紋及鑄件形變;(2)鑄鋼件修復(fù)補(bǔ)焊的部位與鑄件本身的性能有較大的差距,無法形成良好的使用性能;(3)融敷金屬與母材融合性不高。為提高鑄鋼件修復(fù)補(bǔ)焊的效果需要做好對(duì)于鑄鋼件性能的試驗(yàn),從而掌握正確的補(bǔ)焊操作方法:(1)做好鑄鋼件缺陷部位的清理工作,在鑄鋼件修復(fù)補(bǔ)焊之前首先需要對(duì)缺陷部位表面的氧化皮、雜質(zhì)、夾渣等影響補(bǔ)焊的因素去除,從而使得融敷金屬能夠與母材更好的進(jìn)行結(jié)合,確保鑄鋼件修復(fù)的質(zhì)量。(2)為提高焊接質(zhì)量需要在鑄鋼件修復(fù)部位開坡口,從而提高鑄鋼件焊接的強(qiáng)度,其中,在鑄鋼件表面開坡口的過程中需要根據(jù)鑄鋼件表面缺陷的特性和鑄鋼件的特點(diǎn)來進(jìn)行確定,其中所開的坡口應(yīng)當(dāng)使得鑄鋼件的補(bǔ)焊部分向外擴(kuò)張,形成口大里小的形狀,在開好坡口后需要對(duì)所開坡口的表面進(jìn)行清潔和整理,去除表面的雜質(zhì),其中坡口的深度需要達(dá)到可以漏出完好的金屬,為確保鑄鋼件補(bǔ)焊熔敷金屬與母材形成良好的熔接性并防止裂紋的產(chǎn)生,在坡口的底部及轉(zhuǎn)角都應(yīng)盡量保持光滑,并去除尖角,同時(shí)為了更好地避免開坡口或焊接的過程中裂紋的進(jìn)一步擴(kuò)展,在鑄鋼件缺陷區(qū)域開坡口之前應(yīng)當(dāng)在裂紋的末端或是距離裂紋末端約5mm~10mm處進(jìn)行鉆孔,鉆頭選用5mm~10mm的鉆頭,并將鉆孔的深度控制在10mm以內(nèi)。

        2.2 鑄鋼件修復(fù)補(bǔ)焊要點(diǎn)

        在鑄鋼件補(bǔ)焊時(shí)根據(jù)材料特性選擇合適的焊接電流,在鑄鋼件修復(fù)補(bǔ)焊時(shí)應(yīng)當(dāng)盡可能的使補(bǔ)焊的部位朝上,從而方便焊接操作。對(duì)于一些鑄鋼件表面缺陷區(qū)域較大的焊件,需要在修復(fù)焊接時(shí)采用平面堆焊法,對(duì)于高碳鋼和合金碳鋼等在焊接時(shí)無需預(yù)熱的鑄鋼件,需要在焊接時(shí)每焊完一段或是一層后對(duì)其進(jìn)行敲擊,避免熱應(yīng)力積聚而導(dǎo)致新裂縫的產(chǎn)生。

        2.3 鑄鋼件裂紋修復(fù)

        2.3.1 選擇熱裂敏感小的鑄造合金,嚴(yán)格控制有害元素S的含量

        不同鑄造合金,對(duì)熱裂的敏感性也不同。凡是凝固過程中收縮系數(shù)較小,凝固時(shí)形成的固相的強(qiáng)度較高的合金,其熱裂敏感性較小。因此凡有利于提高固相線附近結(jié)殼高溫強(qiáng)度和降低結(jié)殼收縮率的因素都有利于減緩熱裂的產(chǎn)生。

        2.3.2 嚴(yán)格控制型砂強(qiáng)度及含水量。以水玻璃脂自硬砂鑄造為例,型砂強(qiáng)度一般在在3.5-3.8范圍內(nèi)。強(qiáng)度過高,導(dǎo)致型殼退讓性降低,使收縮受阻加大了熱裂傾向,鑄件更易形成裂紋;強(qiáng)度太低,型砂在澆注是易脫落、粉化,造成砂眼氣孔,進(jìn)而導(dǎo)致鑄件在凝固過程中因受力不均造成熱裂。另造型時(shí)可在泥芯中添加草繩,以增加其退讓性。

        2.3.3 設(shè)置防裂工藝?yán)摺H绻脩粼试S鑄件結(jié)構(gòu)改進(jìn),可以在易產(chǎn)生熱裂的部位設(shè)置防裂工藝?yán)?。防裂工藝?yán)卟粌H可以提高鑄件熱裂部位的強(qiáng)度,更主要是可起散熱片作用,改善散熱條件,也可使?jié)沧⒔饘俸侠矸至?,從而減緩“熱點(diǎn)”集中程度,緩解熱裂的產(chǎn)生。因此防裂工藝?yán)卟灰撕?,一般為相?yīng)部位壁厚的1/3左右,但為保證澆足,厚度應(yīng)大于2mm。

        總之,為提高鑄鋼件的使用性能需要對(duì)鑄鋼件缺陷進(jìn)行一定的修復(fù),從而使得鑄鋼件缺陷區(qū)域附近能夠得到與鑄鋼件相近或是相似的組織與使用性能,進(jìn)一步加強(qiáng)研究非常有必要。

        [1]臧鹽龍.鑄鋼件與無縫鋼管焊接技術(shù)[J].鐵道建筑技術(shù),2012,09:5-8+12.

        [2]魏成權(quán),王恒,張衛(wèi)東.鑄鋼件安裝焊接工藝與焊縫缺陷分析[J].焊接,2010,06:47-49+71.

        [3]黃明忠.大型鑄鋼件的焊接[J].現(xiàn)代機(jī)械,2004,06:78-79.

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