一種鑄鋼件大型縮松缺陷的返修方法

劉 振，李文定

（共享鑄鋼有限公司，寧夏銀川 750021）

鑄鋼件是社會生產中不可或缺的組成部分，隨著國家重點項目對大型鑄鋼件的需求越來越多，對產品質量的要求也越來越高。大型鑄鋼件凝固結束后,在冒口根部、鑄件的厚大斷面存在不同程度的縮松類缺陷，這類缺陷往往隱藏于鑄件的內部，有時肉眼觀察不到。

縮松類缺陷傳統的返修方法為提高局部預熱溫度30～50℃，采用焊條進行缺陷整體打底，再用焊條進行填充焊接。這種方法導致缺陷部位熱影響區很容易開裂需要多次返修，并且中間填充采用焊條效率很低，生產周期加長，延誤交貨。

鑄鋼件全新的返修方法，與傳統返修方法相比增加3個關鍵節點，通過這3個節點的控制，使得鑄件大型縮松缺陷能最大程度的避免因焊接而導致焊接熱影響區開裂情況的產生，提高返修合格率，降低返修次數。

1 返修方法

新的返修流程與傳統方案相比，關鍵步驟增加了缺陷底部錘擊、打底層錘擊和焊接過程機械振動消應力。

返修流程：挖缺預熱—缺陷挖除—焊接預熱—缺陷底部錘擊—焊接打底層—打底層錘擊—焊接填充層—焊接過程高頻機械振動消應力—后熱消氫—焊后熱處理。

增加的關鍵流程節點內容如下。

1.1 缺陷底部錘擊

挖除缺陷的底部處于縮松部位，存在很多肉眼不可見的小缺陷，導致此部位性能比無缺陷部位明顯降低，如果不進行底部處理直接開始焊接，很容易造成熔合區部位發生開裂。所以缺陷焊接前用尖頭風鏟將缺陷底部均勻錘擊形成均勻錘擊層，錘擊層的深度控制在0.3mm～0.5mm，錘擊層如圖1所示。缺陷底部錘擊形成均勻錘擊層后再開始焊接。底部錘擊層起到鑄件本體與填充焊材的過渡作用，減少熔合區開裂。錘擊層是關鍵步驟不能缺失。

1.2 焊接打底層及錘擊方法

圖1 錘擊層示意圖

將缺陷置于水平位置或爬坡位置焊接，采用直徑?3.2mm的小規格焊條打底,手工焊單道不擺動,并保證一道焊縫焊接不間斷，盡可能的一次完成。每條焊道覆蓋上一條焊道1/3左右保證充分熔合。打底過程中采用小電流進行焊接，打底層厚度每層≤2mm。總共打底兩層保證缺陷底部與焊接層充分熔合。電流參數參照表1。

表1 焊接電流參數對照表

打底層焊接完畢后立即用尖頭風鏟對焊接打底層充分錘擊，并形成均勻錘擊層，錘擊深度0.3 mm～0.5mm。將電動鏟磨工具將打底層全部鏟磨光亮，再進行中間部位填充。打底方式如圖2所示。

1.3 焊接過程高頻機械振動消應力

圖2 打底層示意圖

從缺陷開始焊接就要注意焊接應力的消除，每焊接一層都要用高頻機械振動消應力設備進行消應力。高頻振動消應力設備使用過程中每個點振動1～2分鐘后再移動到下一個點進行振動，不要來回快速移動。

2 試驗結果

（1）缺陷體積焊接合格率由原來的45%～50%提高到現在的90%～95%。

（2）缺陷返修次數由原來的4～5次降低到現在的1～2次。

（3）焊材用量比傳統返修工藝節約50%。

3 結論

本文通過研究全新的返修方法，對于鑄件大型縮松缺陷能有效避免因焊接而導致焊接熱影響區開裂情況的產生，提高返修合格率，降低返修次數。