冷硬铸铁轧辊的焊补.pdf

热加工工艺2 0 0 8年第3 7卷第9期 金属铸锻焊技术C a s t i n gF o r g i n gWe l d i n g上半月出版 1冷硬铸铁的焊接性 冷硬铸铁, 在化学成分上碳、 硅当量较低, 制造 工艺上采取激冷措施, 使铸件表层形成硬而耐磨的 白口铸铁, 而内部多为具有一定强度、 韧性的球墨铸 铁或灰口铸铁等。 白口铸铁由于硬度高、 耐磨性好等 优点, 在冶金、 矿山机械等行业得到越来越广泛的使 用。冷硬铸铁轧辊的主要化学成分见表1。 冷硬铸铁焊接时主要存在以下两个问题: (1) 极易产生热应力裂纹及剥离。 白口铸铁组 织为在连续的渗碳体基体上分布着莱氏体与珠光 体, 其伸长率为0, 硬而脆, 其冲击韧度(1 0 m m 1 0 m m无缺口冲击试样) 仅为0 . 3 0 . 4 J / c m 2 , 体积收 缩率为4 . 5 % 5 . 4 %, 线收缩率为1 . 6 % 2 . 3 %, 约为 灰铸铁的2 3倍。而焊接工艺本身的特点是热源 温度高度集中, 焊接过程局部迅速加热熔化, 焊接 接头在冷却过程中冷却速度很快,整个接头存在 很大的温度梯度, 因此产生很大的拉伸热应力, 易 产生裂纹。对于异质焊缝,裂纹易产生在熔合区 和热影响区上。服役过程中,裂纹在疲劳载荷作 用下扩展, 从而导致焊接区与母材的剥离。 (2) 异质焊缝硬度偏低, 耐磨性低于母材, 不 能满足服役条件的要求。一般白口铸铁件多要求 具有较高的耐磨性,因此要求焊补区域与母材具 有相近的耐磨性, 但硬度高的异质焊缝, 在常规的 焊接工艺下, 更易产生裂纹。 采用塑性较好的焊条 ( 如Z 3 0 8等) , 可以减少裂纹, 改善焊接性, 但焊 缝硬度低不能满足耐磨使用性能。 所以冷硬铸铁焊接采用专用焊条和特殊的操 作工艺来保证焊接质量。 2坡口准备 清理缺陷, 要清除干净原有的裂层。 焊前对该 处凿成侧面与底面接近垂直(1 0 0 ) 的矩形截面坡 口。 与后面的操作工艺配合可减小焊接应力, 有利 于提高抗裂性能。 3焊接工艺 3 . 1焊条的选用 选用白口铸铁专用焊条B T - 1和B T - 2相互 配合使用。 B T - 1焊条,N i - F e焊芯石墨型药皮, 用于熔敷 焊缝底层。其焊缝组织为奥氏体+球状石墨, 与白 口铸铁熔合良好; 焊缝组织线膨胀系数低, 球状石 墨的析出伴随着体积膨胀, 因而可减小收缩应力; 又由于焊缝塑性好,焊时可以充分锤击焊缝以消 除焊接应力。这些都有利于解决与母材良好熔合 和不产生裂纹和剥离问题。 B T - 2焊条,H 0 8 A焊芯碱性C a O - C a F 2渣系 药皮, 用于焊补工作层。其焊缝组织为马氏体+下 贝氏体+残余奥氏体+碳化物质点。与白口铸铁熔 合良好,冲击韧度和撕裂功较高,硬度4 8 5 2 H R C。 用来解决焊补区工作层硬度和耐磨性问题。 上述两种焊条药皮中加入适量钾、钠等变质 剂, 通过冶金上的变质处理, 使熔合区的网状渗碳 体团球化, 大大强化了熔合区, 提高抗裂性能。 3 . 2焊接工艺要点 收稿日期:2 0 0 8 - 0 3 - 1 2 作者简介: 马雪方(1 9 6 9 -) , 男, 河北平乡人, 讲师, 硕士。主要从事 机电设备控制与维修的教学与研究以及模具钳工培训 与考评工作; 电话:0 3 1 9 - 2 2 7 3 2 9 4; E - m a i l : m a x u e _ 9 1 6 3 . c o m CS iMnPSC rMoMg 2 . 9 0 3 . 8 0 0 . 8 0 2 . 5 0 0 . 5 0 1 . 2 0 0 . 3 0 0 . 0 3 0 . 2 0 0 . 6 0 0 . 2 0 0 . 6 0 0 . 0 4 表1冷硬铸铁轧辊的主要化学成分( 质量分数,%) 冷硬铸铁轧辊的焊补 We l d i n gR e p a i r so fR o l l e ro fC h i l l e dI r o n 马雪方, 王新彦, 蒲筠果 ( 邢台职业技术学院 机电系, 河北 邢台0 5 4 0 3 5) 摘要: 分析了冷硬铸铁的焊接性, 介绍了特制白口铸铁焊条, 制定了详细的焊接工艺和操作要点。 关键词:冷硬铸铁; 焊接性; 焊条; 分块孤立堆焊 中图分类号:T G 4 5 7 . 1 2文献标识码:B文章编号:1 0 0 1 - 3 8 1 4 ( 2 0 0 8 ) 0 9 - 0 1 1 1 - 0 2 1 1 1 金属铸锻焊技术C a s t i n gF o r g i n gWe l d i n g H o t Wo r k i n g T e c h n o l o g y 2 0 0 8 , V o l . 3 7 , N o . 9 2 0 0 8年5月 (1)焊接顺序用B T - 1条焊补底层,B T - 2条 焊补工作层, 使整个接头为 “硬-软-硬” 层状组织, 这样既满足性能要求, 又提高抗裂和抗剥落性。 (2) 焊接时采用 “大电流, 高温锤击” 焊接电 流为正常焊接电流的1 . 5倍以上, 或以选用焊条不 明显发红为准(!4 m m的B T - 1条,I = 2 4 0 A) , 形成 大熔深, 使焊缝底部与母材形成曲折熔合面, 增强 焊缝与母材的熔合, 有利于提高抗裂性和抗剥离能 力。焊后由于产生很大的应力, 须用锤击处理消除 应力。锤击时应把握 “锤击时机、 锤击力大小、 锤击 次数” 。锤击力一般为传统的铸铁冷焊工艺锤击力 的1 0 1 5倍 ; 锤 击 时 机 以 在 较 高 温 度 区 间 (8 0 0 4 0 0 ) 为宜, 温度低于3 0 0 时不宜再锤击, 此时焊缝金属硬度增加, 延展性变差, 锤击不仅不 能消除残余应力, 反而由于剧烈的震动和冲击破坏 熔合区; 锤击次数与锤击力大小相互联系, 当采用 重锤击时, 应减少锤击次数, 以2次/ s为宜。 (3) 分块孤立堆焊焊前将准备好的坡口用 B T - 1打底后,划分成4 0 m m 4 0 m m若干个孤立 块,各块之间及块与周围母材之间留出7 9 m m 间隙, 见图1。补焊分别在各孤立块内进行, 可跳 跃、 分散施焊, 以分散应力。 每块焊到要求尺寸后, 再将孤立块之间间隙焊满,最后使整个焊缝成为 与周边母材保持预留的 “孤立体” , 见图2。 (4) 周边焊缝最后焊合孤立体周边与母材 之间的间隙最后焊满。先将周边划分成a、b、c、 若干段,每段长约4 0 m m,补焊按a !b !c 顺序跳跃分散进行,见图3。层间用扁凿锤 击, 电流应偏大, 以防夹渣和未焊透。电孤始终指 向 “孤立体” 一侧, 以减少边缘熔化量和防止母材 过热。焊后锤击要准确地锤在焊缝一侧,切忌锤 击熔合区外白口铸铁一侧。 整个焊补面应高出母材1 2 m m m, 然后用手 动砂轮磨平, 再经机械加工后使用。 4结论 焊后无损检验合格, 硬度达5 1 H R C, 符合使 用要求。 AA 1 2 图1孤立块的划分及其堆焊图2焊缝孤立体 a 图3周边缝隙的跳跃分散焊示意图 A - A b c 不锈钢浓H2S O4冷却器阳极保护设备 ( 管壳 式) 的制作, 除了一般的力学性能要求外, 对列管 与管板间焊缝的耐腐蚀性能,特别是耐晶间腐蚀 性能要求也较高。某公司承接了一台浓硫酸冷却 收稿日期:2 0 0 7 - 1 2 - 2 5 作者简介: 周桂芬(1 9 6 4 -) , 女, 湖南益阳人, 副教授, 主要从事焊 接材料及金属材料的焊接研究;电话:1 3 8 7 3 3 4 9 5 8 6; E - m a i l : z g f 9 5 8 6 s i n a . c o m 3 1 6 L不锈钢管- 板的焊接工艺试验与应用 T e s ta n dA p p l i c a t i o no nWe l dP r o c e s so f3 1 6 LS t a i n l e s sS t e e l P i p ea n dB o a r d 周桂芬 ( 湖南铁道职业技术学院, 湖南 株洲4 1 2 0 0 1) 摘要: 采用手工钨极氩弧焊, 通过焊接工艺试验, 确定了3 1 6 L