淺析臺虎鉗的氣焊補焊工藝

任建均

摘要： 作者通過對鑄鐵焊接性的分析，完成了斷裂臺虎鉗的氣焊焊補，臺虎鉗在使用過程中性能良好。

關鍵詞： 鑄鐵焊接臺虎鉗氣焊裂紋

一、引言

鑄鐵在鑄造過程中經常會產生氣孔、渣孔、夾砂、縮孔、裂紋、澆鑄不足等缺陷。而在使用過程中，由于超負荷，機械事故，以及自然、人為損壞等原因，造成鑄鐵機件損壞的也很多。對這些缺陷件及損壞件，應根據鑄鐵的特點，采取相應的補焊工藝進行補修。在所有的鑄鐵中，灰鑄鐵應用最廣泛（導軌、機床底座、工作臺、齒輪、臺虎鉗等），由于補焊的要求及補焊對象不同，灰鑄鐵有多種補焊方法，但目前我國最常用的方法是焊條電弧焊和氣焊。

由于電弧焊焊條比較昂貴，一般用于補焊厚大的鑄件，而氣焊縫的材質、性能、顏色等和母材相近，設備簡單，取材容易，適合于補焊中、小型薄壁件。氣焊火焰比電弧焊低，加熱和冷卻速度比較緩慢，加熱程度和加熱時間可以控制，這些都有利于石墨化。因此，氣焊仍是一種鑄鐵補焊的常用方法。

學校鉗工專業的學生在實習的過程中，經常會遇到臺虎鉗斷裂損壞的情況。而通過采用氣焊補焊的方法進行修復，可以取得很好的效果。這樣既可以給焊接專業的學生提供實習訓練課題，又可以為學校鉗工專業的實習教學節約實習經費。

二、臺虎鉗補焊的工藝分析

臺虎鉗的材質為鑄鐵，而鑄鐵焊接的難點在于焊接過程中易形成硬度很高的白口組織和產生剝離性裂紋，受力情況差。鑄鐵焊接時產生的裂紋一般為熱裂紋即剝離性裂紋，而鑄鐵焊接所說的冷裂紋通常是指溫度冷卻到400℃以下而產生的應力裂紋，這種裂紋在冷裂時通常伴隨有響聲。而白口組織是硬度很高且無塑性的滲碳體，裂紋的形成與這種白口組織有著必然的聯系，它一般產生于焊接熔合區。在焊接收縮應力、熱應力、拘束應力和局部熱焊時產生的溫度應力作用下易產生裂紋。此外，裂紋的出現還與選材不當或母材所含S、P、Ni等雜質過多有關。因此，防止白口組織與裂紋這兩個問題是相輔相成的。在這里還要說明一下，鑄鐵中的裂紋環境與低碳鋼及低合金鋼中所指的淬硬性對裂紋的影響與鑄鐵不同，前者是母材有一定的塑性而淬硬組織馬氏體無塑性，從而使母材與焊縫之間存在著塑性差，在自身收縮應力使用下，易在變形最大的區域開裂。而鑄鐵焊縫及母材均無塑性，母材與焊縫是剛性面，所以產生剝離。

三、臺虎鉗焊補的工藝措施

1.檢查缺陷

臺虎鉗在使用的過程中除直接斷裂宏觀檢查外，還可以用下述方法進行檢查裂紋：（1）直接用放大鏡觀察，也可以在焊接或用火焰開坡口時觀察，裂紋為細白線，端點就是裂紋終點。（2）在裂紋不明顯處用火焰加熱至200°C～300°C，待冷卻后裂紋即可顯示出來。（3）滲煤油后擦去表面油漬并撒上薄薄一層滑石粉，用小錘輕敲振動，就可顯示出裂紋。

2.裂紋終點鉆止裂孔

3.準備坡口

可以剔、鏟、角向磨光機開坡口或用氣焊火焰開槽，缺陷內的夾砂必須徹底清除。

4.選擇焊炬、焊絲、焊劑

焊炬功率宜大些，否則不易消除氣孔、夾渣。為防止焊接時焊炬過熱回火，焊炬頭部可纏石棉繩，操作時不斷沾水冷卻，

四、臺虎鉗焊補的操作方法

1.焊前準備

（1）將斷裂處用角向磨光機開V形坡口，預留鈍邊2—3mm。坡口兩側50mm處用氧乙炔焰烘烤，剝離油漆、油污及氧化物，再用鋼絲刷清理焊縫周圍，露出金屬光澤。

（2）焊炬H01-12，5號焊嘴，Φ8焊絲，氣劑201，準備一塊鑄鐵平板放在避風處并放上焊件，將斷裂處合縫，不留間隙。最好底部墊上石棉板或其他保溫材料。

2.焊接

（1）定位焊：用碳化焰緩慢加熱水平斷裂部位，對稱兩點定位，焊縫長10mm，定位點必須焊透。

（2）焊前焊件整體預熱到400℃。

（3）翻轉焊件90度墊平，置焊縫為水平位置將坡口兩側加熱到暗櫻紅色（650℃～730℃）提高焊補區溫度。趁熱將火焰對準焊縫加熱到亮黃色（1115℃—1250℃）形成熔池后將焊絲粘焊粉不斷將填充金屬熔入焊縫，焊縫成形須圓滑過度，然后再將焊件翻轉180度，焊完第二條焊縫，再翻轉90度，焊完最后一條焊縫。（見焊補示意圖）：

焊補示意圖

（4）臺虎鉗兩側面滑動部分焊縫必須平整，反面應圓滑過度，焊縫余高2—3mm，每條焊縫必須焊透，無任何焊接缺陷，始焊點與終焊點交叉點應重疊20mm。

（5）焊接時采用碳化焰緩慢加熱，焊炬作圓環形來回擺動，使熔合線過度良好，并防止熔池下塌，焊絲在熔池中心熔化，并挑除白亮點氧化物，使熔池中焊絲與母材充分熔透，結合良好，焊縫必須連續焊完，不能中斷焊接。

（6）焊完立即將焊件放入烘箱內保溫緩冷至室溫。

3.注意事項

（1）焊接過程中，填充金屬都必須選用與臺虎鉗材質相同的焊絲，焊劑201施焊。

（2）如焊絲含碳，含硅量偏低不能使用，如果是白口鑄鐵焊絲是絕對不能作為填充金屬的。