锻造模具及设备的焊接修复

文/哈默·美国万得模焊接公司

锻造模具及设备的焊接修复

文/哈默·美国万得模焊接公司

近年来，中国锻造市场迅速发展，同时市场竞争也在日益加剧，锻造企业的利润空间在不断压缩。为了保持市场竞争力，企业对外需要不断开拓市场，对内需要不断深挖潜力。当外部市场竞争激烈、空间减少时，能够从内部成本中节能降耗、降低成本的企业，必然能够立于不败之地。

如今，一些锻造企业为了减少对新设备和模具成本的投入，采用设备和模具的修复技术，因此，不需要经常购置价格昂贵的新锤头、新模具，从而大大降低了生产成本。

注满法焊接修复技术

美国Weld Mold公司（以下简称Weld Mold）服务世界锻造行业近70年，发明了注满法焊接修复技术，通过研制特殊的焊接材料及配套的焊接工艺和设备，以+45kg/h的沉积率对锻造模具及设备加以修复，其中最大的焊棒直径为19mm、长1.2m，加以专用的焊接臂或焊接手，达到“持续手工浇注焊接”的效果，从而以极佳的焊接效果对锻造模具及部件加以修复。

Weld Mold最初不但从事模具焊接，也从事模具制造，因此我们对锻造模具容易出现问题的部位比较熟悉，对于锻造模具特殊部位的特殊需求比较了解，多次试验焊材制造及焊接工艺设计过程，从而保证了焊接修复的结果能够满足用户要求。采用这种焊接方式，模块出现断裂的部件可以重新结合，缺损的锁扣、燕尾、锤角等可以再造，桥口可以通过特制的焊材提高局部耐磨性，型腔可以根据特殊部位提高韧性，机架、锤座等大型部件可以瞬间修复。

不论是模具制造还是模具维修，注满法的目标都是“零报废”。生产实践证明，采用注满法焊接修复的模具或设备的再次使用寿命，通常不低于新模具或新设备第一次的使用寿命，而且通常高于新模具或者新设备第一次的使用寿命。对于出现修复之后模具寿命低于首次模具使用寿命的情况，我们会通过仔细分析材料和模具使用的方法，调整焊接材料和焊接工艺延长修复后模具的寿命。

目前市场竞争比较激烈，模具寿命在缩短，停产时间在延长，产品质量要求在提高，原料库存在减少，生产、加工的工艺在改变，而这一切都加重了锻造企业对模具寿命、维护及库存的要求。

正确的焊接工艺

企业需要必要的设备和正确的培训来保证焊接修复工艺的正确，其中包括具备正确的焊接材料、焊接电源、焊接辅助设备、天车/叉车、电炉。正确的焊接工艺包括以下9点。

⑴模具清理及检查。

待修模具的清理及检查是确定正确焊接修复工艺的基础，清理后根据检查的结果，焊工可以基本确定焊接修复工艺，包括使用焊材的型号及数量。根据模具情况，通过焊材的组合，达到既防止模具磨损，又避免由于硬度过高所造成的开裂，延长了模具寿命。

⑵清理型腔。

焊接前必须彻底清理型腔中的裂纹、鳞片、疲劳层及一切杂质材料，并清理出足够的开放度，一般来说需要有40°～60°的角度，以确保焊条或焊丝可以正常沉积。除非工件严重开裂，型腔清理不需要事先加热，否则需要对焊件进行加热，以防止清理型腔过程中裂纹扩散。对于H系列高合金钢尤其需要提前加热，预热温度一般在500～600F之间。

⑶焊前加热。

焊前加热是成功修复模具的重要步骤，加热温度为800～900，按每英寸厚度用时1h（1英寸=0.0254m）来计时，并按每英寸厚度用时1h来进行保温，焊件在加热炉或加热火焰中的总时数取决于绝缘材料的质量及加热火焰的热值。

⑷焊件的位置。

焊件必须确保在待焊区域便于焊工操作，有时焊接过程中需要不断调整焊件的位置，但待焊型腔的中线必须垂直于地面。焊接时使用短弧，以确保焊壁与焊材紧密融合，焊壁必须在焊工视线之内。焊接过程中必须对焊件保温以保持预热温度，该温度可以减缓熔覆层的冷却速度，焊件温度不可低于700。

⑸焊后敲击。

敲击可以去除熔覆层中的应力，达到最佳的焊接效果。每次焊道结束后，必须使用风镐或机械方式加以敲击，使熔覆层达到最佳的晶相结构并防止焊件冷却过程中沿中心线收缩。

⑹焊后加热与常化。

焊后加热的目的与焊前加热相同，即防止工件与熔覆层冷却速度过快。焊后加热与常化的温度为800～900，按每英寸厚度用时1h来计时。焊后加热也是成功修复模具的关键。

⑺缓冷。

缓冷即让焊件在空气静止的环境下缓冷至室温，在此过程中可使用绝热材料包覆焊件以加强缓冷效果，过快的冷却速度会增加模具开裂的可能性，或埋下开裂的诱因导致模具使用中开裂。缓冷的目的就是达到平衡的微观晶相结构和韧性，从而在锻造过程中达到最佳效果。

⑻回火去应力。

该热处理过程旨在去除焊接过程中模块中产生的应力，并最终达到模具要求的韧性和熔覆层的硬度，回火时间以每英寸厚度用时1h来计时。

⑼最终冷却。

焊接的最后一步即让焊件在空气静止的环境下缓冷至室温，可使用绝热材料包覆焊件以加强缓冷效果。

机加工前，模具的焊后硬度以及焊接过程中的其他重要参数均应加以记录，这些记录有助于锻造企业掌握焊接工艺，总结出焊接过程中容易出现问题的地方，计算焊接成本以及计划未来的焊接任务。

结束语

只要严格遵循正确的焊接工艺，模具的焊接修复一定会给锻造企业带来巨大的经济效益。锻造企业应该根据自身生产锻件的特点及模具特点量身制定焊接工艺，其中包括材料的组合、焊接时间等，然后按计划进行焊接，焊后做好一切记录，以便为进行下次类似的工作打下基础，为未来改进焊接工艺积累宝贵的经验，还可以进行成本分析，便于企业做好原料采购、模具库存等方面的工作。