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文档简介
1、用碳钢焊条冷焊铸铁件在焊接工艺中,直接用碳钢焊条补焊铸铁件,其困难有三: 一是母体金属碳质向焊缝扩散, 在迅速冷却中成为白口铁或高碳 钢;二是由于导热性,膨胀系数差异,施焊过程中出现很大热应 力;三是在冷却后母材与焊缝间残存巨大内应力。因此,若不采 取特殊工艺措施,施焊中或焊后会随即开裂。即使侥幸成功,也 难于作下一步的切削加工。针对上述困难, 我们通过长时间的摸索和实践, 已形成一套 成熟的工艺方法,焊后工件焊缝强度高于母材,可切削加工。1 工艺过程1.1 焊前准备首先清理工件,去除油污,查明裂纹和破损形态。为此可用 气焊枪或喷灯加热, 再用钢丝刷清理, 细微裂纹须用四氯化碳洗 净后细心检查
2、。在裂纹端头钻孔止裂, 再沿裂纹钻孔。 厚度 6 毫米以内的工 件可使用 6毫米的钻头,超过 6毫米的工件用 8毫米钻头。钻孔 要完全穿透,并紧密排列。如多条裂纹聚集,可沿周围钻孔,去 掉一块,用低碳钢板做一补丁,破洞也可作如此处理。沿钻孔用角向磨光机磨坡口,形成焊槽。钻 6 毫米孔的,槽 口宽约为1012毫米;钻8毫米孔的,槽口宽约为1015毫米, 坡口角度6070。坡口要平滑,底部残留的钻孔弧形连续处也要清除,使槽的两侧母体金属完全分离。焊条采用“结 422”,烘干备用。1.2 焊熔敷打底层 首先在焊槽坡口两侧分别熔敷第一层,这一层应薄而均匀, 完全覆盖坡口,使以后各层不再接触母体金属(图
3、 1)。为此, 选用尽可能小的电流:交流 6080安,直流略小一点,焊条直 径 2.5 毫米。小于 5 毫米的薄件,用 1.6 毫米焊条。为了防止产 生热应力,要掌握“继续、分散、低温起焊”的原则。每段以 1525毫米为宜,每次起焊温度要低于 60C,并及时锤击。太厚的工件,每段可分为两条焊道熔敷(图2)。图 1 第一层打底 图 2 厚工件两道打底1.3 多层充填 清理渣、瘤之后,在打底层上面堆焊第二、三、四层。方法 也如打底层一样,但应注意勿再触及母体金属。填充多少层,主 要看工件厚度来定。1.4 盖面合缝两侧坡口充填到只剩下 34 毫米缝隙,即可盖面合缝。选用0 3.2毫米粗焊条,电流加大
4、到 110130安(直流略小), 在坡口填充层之间搭桥合拢, 此时更不允许触及母体金属。 焊条 应往下“挤”,以保证焊缝有足够厚度。厚件分两次盖面,收弧 要注意填坑,防止热应力措施如前,且每段要更短一些。2 工艺原理整个焊缝由打底、充填、盖面三种层次组成(图3),各起不同作用。图 3 焊缝结构打底层直接与母体金属接触, 大量的碳素扩散到这一层, 使 本来为低碳钢的焊条材料变成高碳钢, 冷却后形成以网状渗碳体 为主、夹有马氏体、屈氏体和残余奥氏体的结构,在与母体金属 之间的界面上,还会出现一层 0.070.34毫米的白口铁。这并 非是一个理想的结构,但它在母体金属与焊缝之间形成一堵 “墙”,有效
5、地阻挡住碳素再向其后各层扩散,而且,这一层又 很薄,它减少了母材成分在焊缝中的熔合比, 这正是获得成功的 关键点。填充层除作为焊料之外, 另一个重要作用是对底层作多次反 复的退火。金相分析表明:第一层熔敷打底所产生的界面白口铁, 在其后作了第二层充填时, 已缩减为 0.2 毫米以下, 呈不连续薄 层;填第三层之后,白口层进一步缩减到 0.1 毫米以下,原先白 口铁界面只残留极其少量不连续薄片, 其余均已转化为网状渗碳 体+马氏体 +残余奥氏体;第三、四层均为低碳钢正火组织:铁素 体+索氏体,母材过热区则是片状石墨 +回火屈氏体或回火索氏 体。盖面层的作用是最后的封闭裂缝, 它也起着对以前各层焊料 的退火作用。由于离母体金属已远, 焊料成分完全不受母体干扰, 保持了应有的强度和塑性。此时,所有各层已经多次退火,残余白口铁几乎全部转化,对切削加工已无影响。为了防止热应力的破坏作用, 采取了相应措施: 焊前钻透孔, 开通槽底使两边金属完全分离,这样在施焊过程的大多数时间 里,母体金属可自由涨缩,不致产生过高应力;后期盖面时的热 应力主要由塑性盖面层承受,其次,施焊中的气体、熔渣极易排 出,再加上分段、断续、低温起焊、锤击等常规措施,均可使热 应力的破坏作用减到最低限度。经实践证明,此工艺方法在实际生产中成功率达8
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