浅析铸锻焊等热加工方法

戴飞 郝超 代荆轲

摘 要：机械制造的加工方法包括了热加工和冷加工，其中热加工的方法包括铸造，焊接，锻压等，这是获得毛坯的重要途径之一。还有后续的冷加工，有既车，铣刨，磨，钻等机械加工的方法，所以冷铸造加工的方法非常重要，铸锻焊等热加工的方法是起到非常关键的基础，也进行比较这几种工艺的优缺点。本文将对铸锻焊等热加工方法进行分析探讨和介绍。

关键词：铸造;锻压;焊接;加工方法

在铸锻焊构建中的应用有振动的时效，振动的时效技术基于共振原理，通过机械共振来消除和均化金属构件内部的残余应力，可以广泛应用铸造，锻造，焊接等构件的处理，提高了精准度，在机床，矿山，煤炭等机械制造业中，会有许多大型铸，锻，焊件。会要求这些零件部件有良好的几何稳定性，在机械加工种会出现不同程度上的残余应力和发生变形，因此会损害使用精度和性能。随着人们对危害的认知，消除应力或残余的工艺方法也会逐步提升完善。

1 铸造的成形

铸造成形呢也叫凝固成形，铸造的方法主要成分是砂型铸造和特种铸造。砂型铸造的工艺和用到的主要工序是首先将金属用熔炼装备荣连成一定质量的液态金属，熔炼装备是有很多种的，有冲天炉、三相电弧炉、感应电炉、电阻炉等，熔炼炉子的选择要根据金属种类的不同来进行选择，材料是铸铁时选择冲天炉进行熔炼，熔炼最关键的一步是造型，造型也会由许多的工序组成，填啥，紧实，起模等，造型机是整个造型过程中的核心装备，它的作用就是填砂，紧实和起模。熔炼和造型完成后才开始浇筑，然后回京一系列的工序得到一定的形状和尺寸，并符合要求的铸件。对于有內控或者侧凹的铸件还需要制芯的过程，用制芯机制出来一个缝合内孔尺寸的型芯，用辅助完成的砂型铸造工艺过程。

特种的铸造方法包括有金属铸造，低压铸造，离心铸造等，它也是一种广泛的方法，它的铸件晶粒比较细小，精度高，投资比较昂贵。压轴的压力在30～70Mpa之间，低压铸造的方法是在30～70Kpa之间，相差非常大，所以压力铸造的这种方法要让它保证铸件河工的质量，防止铸型在压力下打开影响铸件质量，最常用的就是开合模机构。金属型铸造的铸型又称为永久型铸型，可以一型多铸，浇注时的排气主要靠出气孔和许多同气槽，铸造的成型基本上就这样一步步成型。

2 锻压的成形

锻压成形其实也叫作塑性成形，是利用金属的塑性变形来获得到具有一定尺寸的一种零件加工的方法，锻压分为铸造和冲压，锻造是按照不同的成形工艺分为自有锻和模锻，模锻按照设备的不同分为锤上模锻和压力机上模锻，自有模锻成形又分为手工自由模锻及机器自由锻成形方法应用比较广泛，最主要体现在质量特别大的毛坯件上，为工序提供重要基础。冲压也叫冷冲压，是借助冲压模具将板料成形和尺寸的一种高效成形方法。冲压成形按照不同的工序分为了分离，成形工序，成形工序主要有弯曲，拉深，翻边等方法。

冲压成形模式借助的是冲压模具，模锻成型借助的是锻造模具，虽然成形工艺不同，但是呢成形设备都属于模具类，有一定的相似的地方，冲压模具分为上模和下模，工作零件可分为凸模，凹模和凹凸模，辅助性的零件有很多，模炳和压力机上的滑块相连，这样上模会随着滑块一起做往返运动，下模直接固定在工作台上。冲压的成形应用也很广泛，主要应用之一就是实现大批量的半自动化生产，生产率比较高，品质跟质量也比较好。

3 焊接的成形

焊接成形也叫连接成形，是将不通的零件链接在一起形成的成形方法，在连接时可以用加热或者加压的方式不通，焊接的成形可以分为熔焊，压焊，钎焊等方法，熔焊又可以称之为手工电弧焊，二氧气体保护焊等方法，压焊也可以分为电阻焊，摩擦焊，搅拌模擦等方法，电阻焊有点焊，缝焊，凸焊，对焊之分，钎焊是按照钎料的熔点分为软钎焊和硬钎焊。下面就进入对熔焊和压焊中的电阻焊进行分析，熔焊这个加工的方法非常重要，焊接之前需要将连接电源一端焊条连接到电源另外一端的零件，这时就会形成巨大的瞬时短路电流，将焊条或者焊丝融化，和部分的融化零件一起形成熔池，熔池凝固后就是焊缝了，压焊中的电阻焊主要是利用电阻热将两件加热到塑性状态，之后再利用电极迅速将两个工件连接的一种加工方法，电阻焊这一种加工方法其中的电焊，缝焊，对焊等加工的方法目前已经应用成熟，要重点关注零件的连接是否有气密性或者密封性的要求，如果焊接后气密性不好就会导致漏油带来极大的危险性，一定要注意选择焊接后密封性良好的缝焊成形。焊接成形的缺点是产生热应力，和导致后续的热变形，所以焊接的时候一定要按照顺序来一步步的进行操作，遵循一定的原则，采取适当的方法减小或消除热应力，因此减小热变形。

4 常用的时效工艺比较

自然时效因生产周期过长，使用厂家已逐渐减少，静态过载法，热冲击，爆炸时效有它的局限性和危险性，也有的还不成熟，从而限制了他们的使用范围，目前国内大量的应用的是热时效和振动时效。现代工业中大型铸件和焊接件，采用热时效消除应力则需建设大型时效炉，不仅造价昂贵，利用率低，而且炉子过大炉温也很难控制。重几吨到十几吨，也难以进炉时效，这种情况下就需要采用振动时效，具有成本低，周期短，灵活方便，节能消耗的作用。

振动时效一般适用于单纯消除残余应力为目的大型铸，锻，焊件，如各类机械产品的基础件，焊结构件，也可以用到长径比较大的轴类零件。一般在铸造，锻压，焊接，粗加工，半精加工等工序之后进行。振动时效一般不适于冷拉，冷拔，冷轧和沉淀硬化钢。但压力容器慎用。目前在国内外，振动时效技术已被越来越的机械制造厂家所认识并推广应用。由于它有着其他时效方法所没有的优越性，可以预测在石油机中显示生命力。振动时效劳动强度低，没有环境污染，使工件抗冻灾能力提高，随着科学技术的不断发展，振动时效技术也会进行一定趋势的进步和完善。由于振动时效工艺日趋成熟，振动和控制设备也完善了，现已有10多个工业发达国家采用，且对热时效的替代率以达到60%-80%。美国某消除应力公司拥有了350台振动设备，进行5000多项振动时效处理。自然时效需经过数月至几年的长期放置，热时效也需要几小时到几十个小时。振动时效一般只需要几十分钟，振动时效不受场地限制，可减少零件的往返运输，适合在机械加工生产线上，有利于现代化工业的生产。

5 结论

铸锻韩等热加工方法是机械行业中非常重要的加工方法，但也是属于三种完全不同的加工方法，使用时必须得注意其工艺的实用性以及设备的不同选择，另外它们都是均属于热加工的，是毛坯零件的重要方法，为后续的冷加工零件的成形做坚实的基础所以对以后的探讨分析有着重要的意义。通过金刚石钎焊工艺中焊缝冒泡问题进行了分析和解决，解决焊缝冒泡问题的关键就在于打磨刀头焊接面时，尽量使金刚石少露或者不漏出来减少了金刚石与焊接料的接触面积。随着振动理论，测试技术和其它设备的迅速发展，受到各国家的高度重视，并迅速应用与实践当中。

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作者简介

戴飞（2000-），男，汉，江苏省无锡市，学生，在读本科，研究方向：机械工程。

郝超（1998-），男，汉，山东省邹城市，学生，在读本科，研究方向：机械工程。

代荆轲（2000-），男，汉，河南省许昌市，学生，在读本科，研究方向：机械工程。