焊條代替碳棒氣刨鑄鐵的應用試驗

東風德納車橋有限公司十堰工廠，湖北 十堰 442051

焊條代替碳棒氣刨鑄鐵的應用試驗

周進余

東風德納車橋有限公司十堰工廠，湖北 十堰 442051

鑄鐵類機件不能使用氧-乙炔火焰切割給生產維修帶來不便。在無等離子設備的條件下，采用J422（E4303）焊條代替碳棒的碳弧氣刨法，較成功實現厚度為45mm的鑄鐵切割，有一定推廣價值。

J422焊條； 碳弧氣刨； 鑄鐵

0 引言

鑄鐵是一種生產成本低廉且具有良好性能的鑄造金屬材料，在工業生產中得到廣泛應用，尤其在機床中約占60%～90%。在此前提下，有關鑄鐵的焊接與切割問題就難免遇到。鑄鐵焊接方法已無需贅述，而鑄鐵的切割除等離子切割外，尚無其它更好方法，筆者借此作一嘗試。

1 常規碳弧氣刨法切割較厚鑄鐵存在的問題

我廠某車間有一組合機床，工作中產生的大量鐵屑通過螺旋式排屑機排出。由于排屑口偏小，經常造成鐵屑堆積、堵塞，導致排屑電機過載燒毀。維修人員要求將此鑄鐵材質的排屑口切割擴大。因無等離子設備，筆者使用碳弧氣刨切割。

在切割過程中發現，因排屑口為機床本體，厚度較厚（δ=45mm），碳棒熔化后形成難熔的碳粒大部分粘附于待切割面上，如繼續切割，碳粒層就越積越厚，幾乎無法進行。

2 分析

鑄鐵本身含碳及其它雜質較高，熔化后的流動性較差，而碳弧氣刨所用的碳棒在刨割過程中，熔化后的碳粒被大量噴涂在待切割面上，形成極難熔的“保護”層，導致切割難以繼續，效率極低。

針對此現象，筆者考慮可否使用熔化后流動性好的電極材料來解決此問題，即利用其流動性和壓縮空氣吹力產生的沖刷效應，將形成的難熔物質“沖”走，從而實現切割。

3 分別采用J422（E4303）和J506（E5016）焊條作電極的效果

3.1 采用J422（E4303）的效果

J422（E4303）焊條的焊芯由低碳鋼制成，熔滴的流動性良好。于是，筆者首先選擇φ4mm的此類焊條代替碳棒作電極，壓縮空氣壓力為0．6MPa，進行試驗。

引燃電弧后，在較大的電流密度（約300A）條件下，產生的電弧吹力與壓縮空氣吹力相疊加（最好再施加適當的手的推力），形成了相當堅挺的切割力，再配以流動性好的焊條熔滴，對熔融狀態的鑄鐵的“沖刷”作用非常明顯，粘度很大的硅氧化物等雜質被切割氣流紛紛吹落而下，完成切割。

雖然電流較大，但在壓縮空氣的冷卻作用下，焊條并未出現擔心的過熱熔斷現象，所以實驗結果與之前分析基本一致，效果得到驗證。

3.2 采用J506（E5016）的效果

J506（E5016）焊條的焊芯屬于含合金元素的低合金鋼，藥皮也含合金劑及脫氧劑，常用于較重要的結構鋼焊接。因其屬于堿性焊條，使用前需烘干，故相對麻煩些。

在試驗過程中，觀察發現J506焊條電弧集中度不如J422焊條的焊接電弧高，沒有產生像后者那樣強烈的噴射效果，電弧吹力也稍差，所以切割效率也相對較低。此外，由于堿性焊條須短弧施焊，焊接工藝性能遠不如使用J422焊條方便自如。鑄鐵熔化后的硅氧化物等雜質“沖”走，使切割效率得到大大提高。

總而言之，焊條和碳棒本質都是電極材料，所以在特定情況下可以嘗試替換使用，或許會有意外發現。

4 結語

碳弧氣刨切割較大厚度鑄鐵件時，如果使用碳棒，因其含碳量及雜質高、切割面堆積形成難熔的積碳層這兩方面因素，造成切割效率極低。

分別采用熔化后流動性好的電極材料J422及J506焊條代替碳棒試驗發現，前者無論在工藝性或經濟性方面均略勝一籌，可利用其噴射狀電弧的“沖刷”作用將

［1］焊工手冊. 手工焊接與切割. 中國機械工程學會焊接學會等編. 機械工業出版社. 2001.12. 3版

［2］焊接技術. 天津市焊接研究所. 《焊接技術》編輯部. 2000.4