汽车铸造模中球墨铸铁的焊接裂纹分析及解决措施

模具材料及热处理技术1热裂纹。焊接过程中，焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近的高温区产生的焊接裂纹称为热裂纹。常见的热裂纹有火口裂纹，焊凄横向裂纹，以及沿融合线焊缝内侧的纵向裂纹。焊接区与不焊的部分的温差是相当大的，焊接热量通过不焊接部位迅速向外传散，焊接熔池由液态凝为固态时，如果冷却速度过快，特别是融合线附近，使石墨来不及析出，全部或大部的碳与铁生成碳化铁。碳化铁呈银白色，因此称之为白口。焊缝生成白口铁时，白口铁冷却的收缩率比基体铸铁体积的收缩几乎要大一倍，这样在溶合线附近的白口层和基体铸铁之间免不了产生很大的剪切应力，从而导致产生裂纹；施焊区和不施焊部位的温差很大，温度较高的焊接区要膨胀，却受到它周围冷的部位的限制；相反，焊接区冷却收缩时，它周围的冷金属又拉扯住不让它收缩，于是内部产生应力，往往会把焊缝拉裂。如果熔合线附近有白口层，就会在白口层处拉开一道裂纹。如果焊缝的强度高于基体铸铁，当焊接应力超过铸铁的强度极限时，在焊缝附近的铸铁层就会被撕裂。采用低碳钢焊条或者镍基焊条焊接时，焊接区域焊缝易出现结晶裂纹。采用镍基焊条焊接含有C、P、S杂质极高的铸铁时，P、S容易与镍形成低熔点共晶体，增加焊缝对热裂纹的敏感性，提高热裂纹的风险。若使用氧化铁型焊条焊接灰口铸铁，由于融合比较大，材料中的C、P、S在焊缝区域形成大量铁的低熔点共晶体，也将容易产生热裂纹。除此之外，还存在再热裂纹焊接后进行热处理，产生的裂纹、层状撕裂等不同的裂纹。2冷裂纹。焊接接头冷却到较低温度时F对于钢来说在MS温度，即奥氏体开始转变为马氏体的温度以下产生的焊接裂纹，也有部分邑在焊接完成后，延迟一段时间才生的裂纹，也是冷裂纹此种冷裂纹为延迟裂纹。焊接时，因接头局部不均匀的加热和冷却，焊缝在冷却过程中产生很大的应力，温度越低产生的应力就越大。在应力的作用下，石墨的尖端成严重应力集中，当应力超过焊缝金属强度时，使微裂发展成较大裂纹，并可能发展到整个焊缝层都产生裂纹。焊缝的石墨化程度也影响到冷裂纹的产生。石墨化不充分，存在白口层时，等同于局部夹杂了白口铸铁，由于白口铸铁的收缩率比灰口铸铁的大，也容易产生冷裂纹。补焊处的刚度，焊缝体积和焊缝长度，对焊缝裂纹的敏感性有明显的影响。当采用异质焊缝金属时，容易在靠近焊缝的区域产生冷裂纹。这主要是由于母材和焊缝金属性能的差别比较大，同时受到焊接工艺的影响，热融合区和热影响区产生较多的渗碳体和马氏体，造成整个焊接区域及周边材质差异、力学性能差异，导致冷裂纹。同时，铸铁中也含有少量氢，而氢在金属中扩散、聚集和诱发裂纹需要一定的时间。扩散氢含量较高，使接头性能脆化，并聚集在焊接缺陷处形成大量氢分子，造成非常大的局部压力氢是诱发延迟裂纹的最活跃因素，故有人将延迟裂纹又称氢致裂纹。整个开裂的形式多种多样，大多是纵向分布的，也有少量是横向或斜向分布的。4补焊裂纹的避免措施结合国内多家汽车覆盖件模具厂家的焊接技术规范、焊接过程规范，按照焊接的整个过程，对焊接过程中的技术要求、焊接方法控制等进行详细叙述，以便于合理控制焊接质量，减少焊接裂纹的产生。1焊前准备彻底消除油污、水垢、氧化物、油漆、泥土等杂物，用钢丝刷或砂布打光使露出金属表面，并用乙炔将表面的油污、水分烘干。若补焊是为了修补前期裂纹，还需要检查裂纹的位置和方向，在裂纹的两端各钻4,34,5MM的止裂孔；所开坡口的底槽为圆弧形，同时清理坡口内部异物，确保表面清洁、干燥。预热时，尽可能将温度控制在均匀水平，只对局部预热的情况下，在焊接部位的周边或者两侧2O30MM的范围内进行均匀加热；加热时使用长而弱的火焰，在大面积的范围内，缓慢的加热到501002左右。同时，焊接过程中也需要保证焊接速度，保证焊接过程中的温度控制。2焊条牌号及其直径的选择为焊接过程中产生裂纹，减小内应力，通常在焊条的药皮中或者焊丝中加人少量的强脱氧或者脱硫元素，如CA、BA、A1等金属。利用这些金属作为铸铁的异质石墨晶核，促进焊缝石墨化过程，减小裂纹的产生。多层焊时，底层模具制造2014年第9期87模具材料及热处JI技术最好采用小直径的焊条。焊接前，所有焊条必须进行烘烤处理，通常情况下，需要在200300下，烘烤3060MIN。焊接过程中需要保持焊条温度，保证焊条干燥，有条件的企业可以使用保温箱，或者自制的保温设备保存焊条。3焊接电流的选择电流大小对焊接质量影响较大，电流大，熔深增加，铸件中的碳进入熔池的量增加，使焊缝变脆变硬，且在溶合线附近产生较厚的白口层，易导致裂纹产生。因此，在能够顺利焊接，焊缝与焊件铸铁能熔合得良好情况下，电流应越小越好。对于不同直径的焊条，也应该选用不同的焊接电流，可以参照表3中的参数设定。表3焊接参数建议表序号焊条直径RAM建议电流A备注142670902击329O11O选用此焊条时，建议开坡口，并36401L013O采用多层焊接，严格控制层厚度注若是大面积补焊，且为多层焊接时，建议只用直径4,26MM、4,32RAM焊条，同时将电流按照上表建议电流减小10A左右，同时使用垂直短弧焊接，并采取直线形焊接，避免采用往复直线形、月牙形、锯齿形、环形、三角性等焊接方式。4引弧的要点引弧是以迅速的动作把焊条的端头与焊件接触，然后拉开34MM的距离，使电弧在焊条与焊件之间的间隙中燃烧。一般常用的引弧方法有敲击法与划擦法两种电弧引燃之后，焊条与焊件的金属立即开始熔化，并在焊件上形成熔池。为使电弧不致熄灭，则需要焊条与焊件保持适当的距离，这个距离就是电弧的长度。电弧的长度对焊接的生产率和焊接的质量有很大的影响。电弧过长，使电弧电阻增大，电流减小，发热量降低，金属融化速度缓慢，降低生产效率。此外由于电弧过长，电弧会发生剧烈摆动，使焊接电弧的稳定破坏，且会使熔池中夹人的气体增加，以及引起金属的飞溅，降低了焊缝质量。5焊接过程控制如图3所示，焊件应置于水平位置，焊条与焊件金属表面最好保持35。48。的倾角，焊接速度一般应在3235MMS；焊缝过长，应采用分段或分段逆向对称焊接，焊道的起始端避免在角落；后一段焊缝断弧时，应将弧坑引到前一段焊缝上去，待整条裂纹焊补完毕，再焊两端的止裂孔。每焊完一段，用锤敲击焊缝，最好敲击到焊缝平整光滑，直至焊波消失。待前一段冷却至405O时，再焊下一段，不使焊件温度上升过高，也不使焊件冷却过快，达到防止产生白口和裂纹的目的。6焊后处理为了防止焊后产生裂纹和白口层，焊后的处理是十分必要的。特别是冬天焊接后，需要适当的进行保温处理，避免冷却过快后，内部白口化，白口铁冷却的收缩率比基体铸铁体积的收缩几乎要大一倍，这样在溶合线附近的白口层和基体铸铁之间免不了产生很大的剪切应力，从而导致产生裂纹；施焊区和不施焊部位的温差很大，高温的焊接区域要膨胀，但却受到它周围冷的部位的限制，焊接区域要冷却收缩时，它周围的冷金属又拉扯住不让它收缩，焊接区和非焊接区之间产生应力，往往会把焊缝拉裂。如果熔合线附近有白口层，就会在白口层处拉开一道裂纹，如果焊缝的强度高于基体，当焊接应力超过铸铁的强度极限时，也就会在焊缝附近的铸铁层被撕裂。对于较小的焊接件，建议50IO0C温度下保温2H，而后盖上石棉板或埋在石灰中使其缓慢冷却。对于较大的焊接件，建议也依据实际情况，采取合适的保温措施。控制焊接电流、电压、焊接速度等参数厂长度方向焊接810EM后就需要敲击多层焊接时，注意控制各层间的温度控制，每段的长度、内应力控制一向一7蝴向焊接方向一一赫士古图3焊接过程控制88模具制造2014年第9期模具专业教学与实践冲压模具生产技术课程信息化教学设计李云陕西工业职业技术学院陕西成阳712000【摘要】从教学设计过程、教学视频与动画、多媒体课件与图片、网络课程及相关网站等方面介绍了冲压模具生产技术课程信息化教学设计模式。该课程通过利用现代信息技术和信息资源，以学为中心，科学地安排教学过程的各个环节和要素，缩短了生产与课堂的距离，压缩了学习周期，优化了教学效果。关键词冲压模具；信息化；教学设计中图分类号G712文献标识码BINFORMATIONBASEDINSTRUCTIONALDESIGNOFSTAMPINGDIEPRODUCTIONTECHNOLOGY【ABSTRACT】STAMPINGDIEPRODUCTIONTECHNOLOGYCOURSEINFORMATIONBASEDINSTRUCTIONALALDESIGNMODELWASINTRODUCEDBYTHEINSTRUCTIONALDESIGNPROCESS，INSTRUCTIONALVIDEOSANDANIMATIONS，MULTIMEDIACOURSEWARESANDPICTURES，NETWORKCOURSESANDRELATEDSITESTHEMODERNINFORMATIONTECHNOLOGYANDINFORMATIONRESOURCESWASUSED，LEARNINGCENTERED，ALLASPECTSANDELEMENTSOFTHETEACHINGPROCESSARESCIENTIFICALLYARRANGED，THEDISTANCEOFTHEPRODUCTIONANDTHECLASSROOMISSHORTENED，LEARNINGCYCLEISCOMPRESSED，TEACHINGEFFECTIVENESSISIMPROVEDKEYWORDSSTAMPINGDIE；INFORMATION；INSTRUCIONALDESIGN1引言冲压模具生产技术课程是高职模具设计与制造专业进行岗位能力培养的一门专业核心课程，旨在培养学生掌握冲压成形工艺及模具设计的能力。随着制造业的发展对冲压产品提出的要求越来越高，以传统的授课方式，大量的知识和资源将无法完全让学生及时掌握，通过利用现代信息技术和信息资源，以学为中心，科学地安排教学过程的各个环节和要素，5结束语方法及设备【M】北京机械工业出版社，1992本文介绍了汽车铸造模中大量使用的球墨铸铁21中国机械工程学会焊接学会编焊接手册第二卷材料的材料成分，补焊性能，在补焊过程中产生裂纹类型，的焊接M北京工业出社，9裂生整程鬈主线，讲叙每个步骤中的操作注意事项，简明扼要的准出社，。1994说明了避免产生裂纹的方法及措施。【5刘云龙主编焊工技师手册【M北京机械工业出版社，2005以上参数和工艺要求均是在实践中得出的，存在