鑄鐵件的焊接修復工藝要點

宋楠楠

摘要：由于鑄鐵件的自身材質問題，給焊接修復帶來了很大的困難。分析鑄鐵件在焊接修復時的主要困難的基礎上，對如何提高鑄鐵件的焊接質量的工藝方法進行了介紹。

關鍵詞：鑄鐵件；焊接；缺陷；質量

中圖分類號：TG45712文獻標識碼：Adoi：10.14031/j.cnki.njwx.2017.04.061

農業機械上的好多零件為鑄鐵件，在農業機械修理中經常要遇到鑄鐵件的焊接修復，而鑄鐵是焊接性不良的材料，給維修工作帶來了一定的困難。提高鑄鐵件的焊接質量對提高農業機械維修效益有著重要的意義。

1鑄鐵件在焊接修復時的主要困難

由于鑄鐵是焊接性不良的材料，因此采用焊接修復時會產生下面幾種主要困難。

（1）焊接接頭易產生白口組織。焊接時熔化區很小，冷卻快，在焊縫金屬與基體分界線上易產生白口薄層，既硬又脆，不但使加工困難，而且使用中易產生裂紋，甚至脆斷。

（2）焊接接頭易產生裂紋。焊接中半熔化區白口鐵收縮量比灰口鐵收縮量大得多，二區之間產生的熱應力很容易超過強度極限而形成縱向裂紋。局部過熱也會使母材性能變壞（晶粒大、組織疏松、變脆），加劇應力的不均衡狀態促使裂紋生成。

（3）焊縫易產生氣孔。由于鑄鐵含碳量高，特別是鑄鐵件內易吸收油脂和污物，所以焊接時易生成CO2及其它氣體，而鑄鐵從液態到固態變化過程快，氣體不易逸出而產生氣孔，使焊縫強度受到很大的影響。

此外，鑄鐵組織、零件結構形狀與對焊接修復要求的多樣性，也使鑄鐵焊接復雜化。

2焊接工藝的種類

2.1熱焊和半熱焊修復

在零件焊接前要進行高溫預熱，預熱可用大的煤氣火焰噴嘴或加熱爐進行。用氣焊或電焊的方法可以達到滿意的焊接效果（焊后緩冷，并時效處理），這適合于鑄造車間修復鑄件毛坯的缺陷，用與基體相同材質的焊條可達到加工后看不出焊接修復痕跡的效果。但是，這種熱焊由于勞動條件差，生產效率不高，周期長，需要加熱和保溫爐，而加熱又將使零件變形失去原有精度，因此應用受到限制。

2.2冷焊修復

冷焊就是在常溫下或只對工件進行低溫預熱然后施焊。冷焊雖也有困難，但比較簡便、經濟，勞動條件也好，是一種很有前途的方法，近年來發展較快。鑄件冷焊要求焊后有較高的強度、嚴密性，并可進行切削加工。這就需要用特殊的焊條，如銅鐵系焊條、鎳銅系焊條和鎳鐵系焊條等。

（1）使用銅鐵系焊條冷焊，焊縫的抗裂紋能力強，具有相當高的強度，但存在白口層和淬硬組織，不利于切削加工。

（2）使用鎳銅系焊條冷焊，則焊接接頭的加工性能較好，熔合區的白口層和淬硬層很薄，但接頭強度和抗裂紋能力不如銅鐵系焊條，更不宜用來補焊面積較大的缺陷或剛度很大的工件。

（3）常用的鎳鋼合金是蒙耐爾合金，它的成分是：Ni=65%～70%，Fe=2%～3%，Mn=1.2%～1.3%，其余為銅。

3使用奧氏體鐵銅焊條的焊接工藝

3.1準備工作

仔細了解被焊件的情況。如損壞情況和原因、結構及尺寸、鑄鐵組織、剛性、焊接操作條件、使用要求等，以便確定修復方案。

（1）清洗焊接部位。對未完全裂開的工件要找出裂紋端點。尋找方法是將煤油滲入裂紋，用乙炔焰迅速烤掉表面上的油，涂白粉筆粉，查看縫中油滲出的印跡。對鑄件大、壁厚、關鍵部位有裂紋跡象，不可使用上述方法，可用王水腐蝕法，手砂輪打磨光可呈現一條可見黑線。

（2）端點上鉆孔。為防止裂紋延伸，要在裂紋端點上鉆孔，孔徑為3～10 mm（隨壁厚增大而增大）。

（3）焊處開坡口。對已經斷開的零件，要合攏、復原、夾固并點焊住再開坡口。對受沖擊負荷的大型厚壁鑄件，應先熱壓扣合再開坡口。盡量開兩面坡口，先開一面焊好，再開另一面并施焊（可用電弧開坡口，這樣簡單易行且效率高）。

（4）預熱工件。在焊前要火烤除油，并低溫預熱，這可在電爐中或用乙炔焰（大面積烘烤）來進行，速度要緩慢，均勻地預熱至50～60 ℃，焊接部位要放平，夾固。焊條應放在200～250 ℃電爐中烘烤30～50 min。

3.2焊接操作

（1）焊接順序。焊時先點焊定位，按從中間向外、對稱、分散的順序施焊。也可采取分段、短段、分層、交叉、分散、斷續、逆向操作等方法。對多裂紋者，先焊支裂紋，后焊主裂紋，從止裂孔焊向裂紋中心部位。

（2）電流控制。開始電流大些，在焊坡口中間時小些，在坡口即將焊平時電流調至最小（可減少基材熔化量），并以回火焊道來焊接。填堵裂孔時電流先大些，即將補平時小些，也以回火焊道來補焊。

（3）運條方法。在焊接的過程中，對于焊條的運條以直線劃小圈為宜，焊道寬窄要合適，多取直線（旱劃小圈運條）不宜月牙或鋸齒等兩邊擺動的運條法施焊。

（4） 溫度控制。為避免焊接時的溫度過高產生較大的熱應力，應當做好焊接時的溫度控制。在控制焊接電流與運條手法的基礎上，還可以通過控制一次焊縫的長度、速度的方式，避免電弧在某一焊接區域停留時間過長造成局部溫升過高。焊接時需要按照“先短后長”“先里后外”“分段退焊”和“分段跳焊”的焊接順序做好鑄鐵件的焊接。

（5）錘擊和鏟修。每次熄弧后，熔池由液態剛凝固，即紅色消失瞬間的四五秒鐘，用圓頭小錘錘擊焊縫，有效地消除收縮應力，防止裂紋。錘擊后用鏨子修整焊縫。焊縫不燙手時再次引弧焊接。有氣孔時要鏟掉重焊。

（6）補焊。在鑄鐵件的焊接過程中如果遇到一些厚度較大的鑄鐵件，可以使用窄焊道、多層堆焊法來完成焊道的焊接。對于一些缺陷區域較大且缺陷較為嚴重的鑄鐵件，在焊接的過程中需要將缺陷較為嚴重的區域去除，而后按照挖除后的區域尺寸下料進行挖補鑲焊。

（01）