铸铁机件焊补工艺分析与应用

赵 志

铸铁机件焊补工艺分析与应用

赵 志

结合生产实际分析介绍了铸铁机件的焊补工艺。

焊接工艺；铸铁焊接；电弧冷焊；热焊

铸铁件在生产铸造过程中不可避免地要产生气孔、裂纹、浇不足等铸造缺陷。铸铁机件在生产使用过程中由于超负荷、机械事故及自然损坏等原因常常损坏。为节约生产成本，提高产品使用效率，延长产品的使用寿命，针对铸铁的特点，采取相应的焊补工艺对铸铁机件进行焊补在生产中有着重要的意义。

1 铸铁机件的焊接性

由于铸铁的含碳量很高，强度低，塑性差，焊接时组织变化大，热应力分布不均匀，在焊缝和热影响区容易产生白口组织，从而造成开裂、剥离、气孔、外观成形不良等焊补缺陷，因此其焊接性很差。

2 铸铁机件焊接材料的选用

铸铁机件焊条可以按照铸铁机件的类别选用：如灰口铸铁可以选用Z100，Z607焊条；球墨铸铁可以选用Z238，Z408焊条。也可以按焊后机械加工性能的要求来选用：如焊后不需机械加工的可以选用各种低碳钢芯的铸铁焊条，如Z100；需要机械加工的可以选用抗裂性好的焊条，如Z116，Z308，Z408焊条等。目前常用铸铁机件电焊条的牌号和用途见表1。

3 铸铁机件的焊补方法

铸铁机件的焊补方法按预热温度的选择有热焊法、不预热焊法、半热焊法和冷焊法几种。冷焊法不需要焊前预热，焊接过程也不辅助加热，因此其焊补成本低，生产率高。热焊法就是在焊补前对焊件局部或者整体加热到一定温度然后实施焊接的一种方法。

3.1 铸铁机件的冷焊

由于铸铁机件的冷焊是不预热的，所以焊补时的冷却速度较快，容易产生白口组织和裂纹等缺陷，必须采取合理的焊补工艺。

表1 常用铸铁机件电焊条的牌号和用途

焊补前，预先检查裂纹长度。为防止裂纹在焊补时的扩展，应该在裂纹端部3 mm～5 mm处钻出φ5 mm～φ8 mm的工艺止裂孔。在保证顺利施焊和焊补质量的前提下，尽量减小坡口角度，并且仔细清理缺陷附近的油污等杂质。焊补时采用细焊条（φ2 mm～φ3.2 mm）、小电流 （80 A～120 A）、直线型快速长弧断续焊，以减小熔深，避免融合不良，焊缝金属变硬，使得机械加工难度增加。在每焊10 mm～15 mm长度后，立即用小锤迅速锤击焊缝，等焊缝冷却到50℃～60℃时（大约可以手摸时），再焊补下一道，以减小焊接应力，避免产生裂纹。在进行多层多道焊补时，尽可能采用短焊道法进行焊补。因为在多层多道焊补时，虽然后道焊缝对前道焊缝和热影响区有热处理的作用，降低了接头的平均硬度，但由于多层多道焊补时焊缝的收缩应力较大，容易产生剥离性裂纹，所以焊道要越短越好。在进行多层多道焊补时，还应该选择正确的运条角度。在焊接坡口底部时，焊条的侧视角度为90°，正视角度沿焊接方向倾斜20°～30°；焊接坡口表层时，焊条的侧视角度应当往一边倾斜20°～30°，正视角度沿焊接方向往后倾斜20°～30°，使焊接在背弧的情况下进行。采取上述运条角度，可以避免焊件过热熔化，焊件被咬出缺口等缺陷的产生，保证焊补质量。

3.2 铸铁机件的热焊

铸铁机件的热焊是在焊前采用加热炉或氧-乙炔焰对焊件进行局部或者整体加热（550℃～700℃），焊接过程要始终保持在400℃以上的温度，焊后缓慢冷却以消除应力的一种焊接方法。由于热焊可以降低焊接处的温度差，焊件受热均匀，降低了冷却速度，从而有利于防止产生白口组织，减小焊接应力，避免产生裂纹等焊补缺陷。热焊作业时，为防止焊工不受高温辐射以及避免焊接热量的损失，除施焊位置其余需要使用石棉板或者其他隔热材料盖上。在平焊位置施焊，每条焊道应该一次性焊完，必要时可以采取多人轮换的焊补作业方式，以保证焊接作业的连续性。

我厂在对气缸体、减速箱、曲轴、齿轮、破碎机带轮等部分铸铁机件的焊补作业中，由于相应采取了上述焊补工艺措施，实践使用效果良好，得到了用户的好评。总之，在铸铁机件的焊补作业中，只要采取正确、合理的焊补工艺，就可以保证铸铁机件的焊补质量和正常使用。

Analysis and Application of Cast Iron Component'Welding Process

Zhao Zhi

This article introduces the cast iron component'welding process，combined with the analyzing of the actual production.

welding technology；cast iron welding；arc cold welding；heat welding

TG457.12

A

1000-4866（2010）01-0026-01

赵志，男，1969年出生，1994年毕业于北岳职业技术学院（矿山机械专业），现在大同煤矿集团公司中央机厂工作，工程师。

2009-12-15

2009-12-29