HT250型鑄鐵焊接修復(fù)技術(shù)的分析與應(yīng)用

王東輝

摘 要：HT250型鑄鐵由于其特性較為復(fù)雜，焊接工藝特殊，在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)鑄鐵破裂的具體情況，提出修復(fù)方案，采用合理的焊接方法進(jìn)行修復(fù)。

關(guān)鍵詞：鑄鐵泵；裂紋；焊補(bǔ)修復(fù)

一、灰鑄鐵的焊接性分析

灰鑄鐵是一種生產(chǎn)成本低，并具有許多良好性能的鑄造金屬材料。它與鋼材相比雖然在力學(xué)性能方面較低，但卻有良好的耐磨性、減振性、鑄造性和可切削性，所以，在機(jī)械工業(yè)和生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，灰鑄鐵工件在安裝和機(jī)械的運(yùn)行中，由于振動(dòng)和受力不均，對(duì)它都會(huì)產(chǎn)生影響，發(fā)生裂紋和斷裂，導(dǎo)致機(jī)械不能正常運(yùn)行，而影響生產(chǎn)。如何縮短鑄鐵工件修補(bǔ)焊接時(shí)間，恢復(fù)機(jī)械正常運(yùn)行，經(jīng)過(guò)對(duì)鑄鐵焊接性的分析，找到了鑄鐵焊接工藝的一些規(guī)律和特點(diǎn)。

灰鑄鐵含碳、硫、磷等雜質(zhì)較高，焊接接頭的機(jī)械性能強(qiáng)度低，基本無(wú)塑性，應(yīng)力較大，熱循環(huán)也不均勻，容易出現(xiàn)白口及淬硬組織，發(fā)生裂紋的敏感性較大，焊接中的關(guān)鍵問(wèn)題是防止白口組織和裂紋的產(chǎn)生。

二、焊接方法的選擇

（一）熱焊法

焊前將工件整體或局部預(yù)熱到600～700℃ ， 補(bǔ)焊過(guò)程中不低于400℃，焊后緩慢冷卻至室溫。采用熱焊法可有效減小焊接接頭的溫差，從而減小應(yīng)力，同時(shí)還可以改善鑄件的塑性，防止出現(xiàn)白口組織和裂紋。

常用的焊接方法是氣焊和焊條電弧焊。氣焊常用鑄鐵氣焊絲，如HS401或HS402，配用焊劑CJ201，以去除氧化物。此法適用于補(bǔ)焊中小型薄壁零件。焊條電弧焊選用鑄鐵芯鑄鐵焊條Z248或鋼芯鑄鐵焊條Z208，此法主要用于補(bǔ)焊厚度較大（大于10mm ） 的鑄鐵零件。

（二）冷焊法

此方法是焊前不對(duì)工件進(jìn)行預(yù)熱，但對(duì)形狀更復(fù)雜的薄形鑄件，為了改善冷焊融合性能，防止裂紋產(chǎn)生，減少白口，冷焊前最好將鑄件補(bǔ)焊處局部預(yù)熱到80—200℃，這樣不但可將補(bǔ)焊區(qū)域表面的油污、水分去除，還可減少焊接區(qū)的溫差和焊接應(yīng)力，從而改善焊接質(zhì)量。常用焊條電弧焊進(jìn)行鑄鐵冷焊。根據(jù)鑄鐵工件的要求，可選用不同的鑄鐵焊條，冷焊法的焊接設(shè)備為普通的電弧焊設(shè)備.

經(jīng)分析，鑄鐵的焊條電弧冷焊法由于焊前準(zhǔn)備工作和焊接工藝過(guò)程的簡(jiǎn)化，大大節(jié)約生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率，并且焊前不預(yù)熱或低溫預(yù)熱，既可改善焊工的勞動(dòng)條件又降低焊工勞動(dòng)強(qiáng)度。因此，采用焊條電弧冷焊法進(jìn)行鑄鐵泵出口的焊接修復(fù)。

三、焊接材料的選用

灰鑄鐵由于含碳量高，組織不均勻，強(qiáng)度低，塑性極差，屬于可焊性差的材料，焊接過(guò)程極易產(chǎn)生裂紋；焊后冷卻速度快，容易產(chǎn)生白口組織，造成切削加工困難。鑄鐵的焊接和補(bǔ)焊，要達(dá)到較滿意的效果，必須注意“三分材料、七分工藝”。因此為了保證焊接質(zhì)量及其表面的可加工性，采用焊條Z408 進(jìn)行焊接。Z408是鎳鐵合金焊芯，強(qiáng)還原性石墨藥皮的鑄鐵焊條，具有強(qiáng)度高、塑性好、線膨脹系數(shù)低等特點(diǎn)。

四、焊接前的準(zhǔn)備

開(kāi)坡口前在裂紋兩端3mm—5mm處鉆孔，直徑4mm—6mm，以防止裂紋的延伸，用角向磨光機(jī)或扁鏟修出V型坡口，有利于減少焊縫的熔合比，坡口的寬度要求要根據(jù)焊件的厚薄、焊條的直徑而定。同時(shí)將要焊補(bǔ)的工件裂紋處及其周圍的油漬、污物清理干凈。

焊前將Z408焊條經(jīng)150℃左右烘干1小時(shí)，放入保溫桶中隨時(shí)取用；采用ZX5-400焊機(jī)，電源選用直流反接，氧—乙炔中性焰進(jìn)行局部預(yù)熱，預(yù)熱溫度為80—200℃。

五、焊接的工藝和操作方法

（一）焊接工藝參數(shù)表1：

（二）打底焊時(shí)，采用短弧焊接，焊接速度稍快，運(yùn)條時(shí)焊條不擺動(dòng)，采用短段、斷續(xù)、分段焊，每一段焊道的長(zhǎng)度為5-15mm，每焊完一段立即用帶小圓角的尖頭小錘錘擊焊道金屬，直到焊道上出現(xiàn)密布的小麻點(diǎn)為止，，以松弛焊接應(yīng)力，減少裂紋的發(fā)生。

（三）打底焊完后，用角向磨光機(jī)或鋼絲刷清根，并檢查焊縫有無(wú)裂紋及其它缺陷，在確保沒(méi)有缺陷時(shí)再焊下一道。

（四）填充焊時(shí)采用多道直線排焊，并注意焊道之間及層間清理，控制層間溫度，盡量避免補(bǔ)焊處局部溫度過(guò)高，應(yīng)力增大，應(yīng)采用斷續(xù)焊，即待焊縫附近的熱影響區(qū)冷卻至不燙手時(shí)（50～60℃），再焊下一道焊縫。焊后也立即用小錘錘擊以消除殘余應(yīng)力。

（五）蓋面焊，采用直線排焊，坡口兩邊要熔合好，每道焊縫焊接結(jié)束或中斷時(shí)，弧坑都要填滿，以防止產(chǎn)生熱裂紋，焊接過(guò)程中注意各焊道起始點(diǎn)應(yīng)錯(cuò)開(kāi)，每層先焊坡口兩側(cè)，后焊中間。

六、結(jié)論

鑄鐵采取合理的焊補(bǔ)工藝，可使焊件獲得較好的切削性和致密性.所以鑄鐵焊補(bǔ)只要焊補(bǔ)工藝得當(dāng)， 使焊接應(yīng)力盡可能的釋放，能有效防止白口組織和裂紋的產(chǎn)生。注聚泵經(jīng)過(guò)焊補(bǔ)處理后，經(jīng)開(kāi)泵試驗(yàn)通過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行，無(wú)異常現(xiàn)象發(fā)生，運(yùn)行正常，證明本次焊補(bǔ)是成功的。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊新華，管志花. CMT冷金屬過(guò)渡焊接技術(shù)在HT250灰鑄鐵補(bǔ)焊中的應(yīng)用[J].鑄造技術(shù)，2013（08）：1047-1049.endprint