鑄鋼件可焊性分析及修復補焊注意事項

姚大勇　韓 月

（1.北方重工集團沈陽鑄鍛工業有限公司，遼寧　沈陽　110023；2.北方重工集團有限公司，遼寧　沈陽　110141）

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鑄鋼件可焊性分析及修復補焊注意事項

姚大勇1韓 月2

（1.北方重工集團沈陽鑄鍛工業有限公司，遼寧沈陽110023；2.北方重工集團有限公司，遼寧沈陽110141）

摘要：我國經過了多年的發展，已經建立起了較為完善的工業體系。鑄鋼件是在工業領域應用較多的鋼材，其性能與鑄鐵較為相似，但相對于鑄鐵在強度方面較高.同時由于鑄鋼工藝復雜，容易在鑄造的過程中形成氣孔、角度出現偏差、裂紋、砂眼等的缺陷，為提高鑄鋼件的使用性能，需要對鑄鋼件進行一定的補焊修復，如果采用較為合理的鑄鋼件修復工藝從而可以使得缺陷部分得到與鑄鋼件本體相同或是較為接近的使用性能，從而為后續加工制造帶來較大的方便。

關鍵詞：鑄鋼件；補焊；缺陷；修復

鑄鋼件在鑄造的過程中由于工藝、環境、設備等的原因在鑄造的過程中會在鑄鋼件表面產生裂縫、砂眼、氣孔等的缺陷，為提高鑄鋼件的使用性能需要對鑄鋼件缺陷進行一定的修復，從而使得鑄鋼件缺陷區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。本文將對鑄鋼件的可焊性進行分析的基礎上對如何做好鑄鋼件的修復進行介紹。

1 鑄鋼件的修復可焊性

鑄鋼件由于不同工藝、材料配比導致其可焊接性能也各有差異，其所采用的焊接工藝也不盡相同，在對鑄鋼件的可焊性進行分析時可以采用對鑄鋼件中的碳當量進行估算或是采用試驗的方法來確定鑄鋼件的可焊性。其中碳當量法主要是通過對鑄鋼件中的化學成分來進行估算從而確定鋼材中的化學成分對于鋼材焊接熱影響及淬硬性的影響程度。從而對鑄鋼件在焊接時所產生的冷裂紋程度及脆化程度等進行估算。同時在鑄鋼件修復焊接的過程中需要結合鑄鋼件的結構形狀、鋼材的剛度等綜合考慮鑄鋼件修復的可焊性，尤其是對于一些較為重要的鑄鋼件修復，首先需要對鑄鋼件材料進行一定的可焊性試驗，確定鑄鋼件的可焊性，并選擇較為合適的母材。

2 鑄鋼件的修復焊接過程

2.1 鑄鋼件修復區域開坡口

在鑄鋼件的補焊過程中較常出現的問題主要有：（1）在鑄鋼件焊接時由于溫度的突然變化導致鑄鋼件內產生較為嚴重的焊接應力，隨著焊接應力的積聚會使得鑄鋼件產生較為嚴重的裂紋及鑄件形變；（2）鑄鋼件修復補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）焊接過程中出現氣孔、夾渣等影響鑄鋼件性能的缺陷；（4）融敷金屬與母材融合性不高。為提高鑄鋼件修復補焊的效果需要做好對于鑄鋼件性能的試驗，從而掌握正確的補焊操作方法：（1）做好鑄鋼件缺陷部位的清理工作，在鑄鋼件修復補焊之前首先需要對缺陷部位表面的氧化皮、雜質、夾渣等影響補焊的因素去除，從而使得融敷金屬能夠與母材更好的進行結合，確保鑄鋼件修復的質量。（2）為提高焊接質量需要在鑄鋼件修復部位開坡口，從而提高鑄鋼件焊接的強度，其中，在鑄鋼件表面開坡口的過程中需要根據鑄鋼件表面缺陷的特性和鑄鋼件的特點來進行確定，其中所開的坡口應當使得鑄鋼件的補焊部分向外擴張，形成口大里小的形狀，在開好坡口后需要對所開坡口的表面進行清潔和整理，去除表面的雜質，其中坡口的深度需要達到可以漏出完好的金屬，為確保鑄鋼件補焊熔敷金屬與母材形成良好的熔接性并防止裂紋的產生，在坡口的底部及轉角都應盡量保持光滑，并去除尖角，同時為了更好地避免開坡口或焊接的過程中裂紋的進一步擴展，在鑄鋼件缺陷區域開坡口之前應當在裂紋的末端或是距離裂紋末端約5mm～10mm處進行鉆孔，鉆頭選用5mm～10mm的鉆頭，并將鉆孔的深度控制在10mm以內。

在對脆性材料或是較為重要的鑄鋼件進行修復的過程中，首先需要對其母材進行一定的可焊性試驗，確定鑄鋼件母材的可焊性的基礎上需要完成對于脆性材料及重要鑄鋼件的退火后再對鑄鋼件缺陷區域進行開坡口處理。為防止鑄鋼件在修復焊接的過程中由于溫度的變化所產生的應力而導致的裂紋與形變，在鑄鋼件修復補焊之前需要對缺陷區域或是整個鑄鋼件進行預熱，其中，對于鑄鋼件預熱溫度以及預程度的控制主要是根據鑄鋼件的可焊性能以及鑄鋼件的結構形式與缺陷所在部位來進行確定的，在鑄鋼件修復焊接時可以采用冷焊或是熱焊的方式。其中對于低碳鋼或是低合金鋼等塑性與可焊性較好且結構較為簡單、缺陷性不大的一些區域，可以在鑄鋼件修復補焊時采用冷焊的方法加以補焊，而對于一些高錳鋼等的鑄件則通常需要在淬火后在進行相應的補焊，高錳鋼由于其材料特性在修復焊接時無需采用預熱。而對于鑄件中的中碳鋼、高碳鋼以及合金鋼塑件等的可焊性較差且焊接難度較大的鑄鋼件則在鑄鋼件修復補焊時必須要對其進行預熱。

2.2 鑄鋼件修復補焊時對于焊條的選擇

在鑄鋼件修復補焊時需要根據鑄鋼件材料的物理、化學以及力學特性來對焊條進行相應的選取：（1）在焊條的選擇時需要根據等強度的選擇首先需要選擇滿足力學性能的焊條，同時結合母材的可焊性，選用非等強度的焊條。（2）在焊條選擇時應盡可能的選擇與母材成分相近的焊條。（3）當鑄鋼件母材中含有的碳、磷、硫等有害雜質校對時，應當盡可能的選擇具有抗裂性與抗氣孔性能較好的焊條，用以確保對于鑄鋼件修復補焊的可靠性。

根據待修復鑄鋼件的工作條件以及使用性能等來對焊條進行選擇：（1）當鑄鋼件工作時需要承受載荷和沖擊載荷時，為確保鑄鋼件補焊效果需要選用低氫、鈦鈣等的焊條。（2）對于磨損條件下工作的鑄件，以及耐腐蝕條件下的鑄鋼件，應當在考慮且工作條件的基礎上選用較為合理的焊條。在考慮以上條件的同時還需要在考慮鑄鋼件的幾何形狀與復雜程度。

2.3 鑄鋼件修復補焊要點

在鑄鋼件補焊時根據材料特性選擇合適的焊接電流，在鑄鋼件修復補焊時應當盡可能的使補焊的部位朝上，從而方便焊接操作。對于一些鑄鋼件表面缺陷區域較大的焊件，需要在修復焊接時采用平面堆焊法，對于高碳鋼和合金碳鋼等在焊接時無需預熱的鑄鋼件，需要在焊接時每焊完一段或是一層后對其進行敲擊，避免熱應力積聚而導致新裂縫的產生。

結語

鑄鋼件由于工藝等的原因導致其容易產生砂眼、氣孔等影響其工作性能的缺陷，為更好的提高鑄鋼件的工作性能需要對鑄鋼件的缺陷進行修復補焊，本文在分析鑄鋼件可焊性的基礎上，對如何做好鑄鋼件的修復補焊進行分析介紹。

參考文獻

[1]趙穎.重型鑄鋼件的焊接修復[J].焊接技術，1995（05）.

[2]李偉，馬玉文，等.大型低合金鑄鋼件與高強度船用結構鋼厚板的焊接[J].焊接技術，2008（03）.

中圖分類號：TG457

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