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采用手工电弧焊补焊铸铁的方法有哪些?

admin2013-10-26  11
问题 采用手工电弧焊补焊铸铁的方法有哪些?
选项
答案铸铁在制造和使用中容易出现各种缺陷和损坏，铸铁补焊是对有缺陷铸铁件进行修复的重要手段，在实际生产中具有很大的经济意义。铸铁的含碳量高，脆性大，焊接性很差，在焊接过程中易产生白口组织和裂纹。白口组织是由于在铸铁补焊时，碳、硅等促进石墨化元素大量烧损，且补焊区冷却速度快，在焊缝区石墨化过程来不及进行而产生的。白口铸铁硬而脆，切削加工性能很差。采用含碳、硅量高的铸铁焊接材料或镍基合金、铜镍合金、高钒钢等非铸铁焊接材料，或补焊时进行预热缓冷使石墨充分析出，或采用钎焊，可避免出现白口组织。裂纹通常发生在焊缝和热影响区，产生的原因是铸铁的抗拉强度低，塑性很差(400℃以下基本无塑性)，而焊接应力较大，且接头存在白口组织时，由于白口组织的收缩率更大，裂纹倾向更加严重，甚至可使整条焊缝沿熔合线从母材上剥离下来。防止裂纹的主要措施有：采用纯镍或铜镍焊条、焊丝，以增加焊缝金属的塑性；加热减应区以减小焊缝上的拉应力；采取预热、缓冷、小电流、分散焊等措施减小焊件的温度差。由于铸铁的一些优点，所以铸铁在汽车制造材料中占有很大的比重。铸铁零件大多是加工精度高、价格昂贵的基础零件，如气缸体、气缸盖、变速器壳体等。铸铁零件在制造及使用过程中，经常会出现裂纹、气孔、损坏等情况。据统计，汽车在正常使用情况下，这类零件达到磨损极限时，其尺寸变化只有0．08％～0．40％，质量损失只有0.1％～1．8％，此时将零件报废，无疑是非常浪费的。因此，研究和利用先进的修理经验，合理地修复铸铁零件是十分必要的。焊接就是一种非常有效地修复铸铁零件的方法。铸铁含碳量高、杂质多，并具有塑性低、焊接性差、对冷却速度敏感等特性，焊补后容易出现白口组织和产生裂纹。为改善铸铁零件的焊补质量，可采取以下方法。(1)热焊法；焊前将工件整体或局部预热到600～700℃，补焊过程中不低于400℃，焊后缓慢冷却至室温。采用热焊法可有效减小焊接接头的温差，从而减小应力，同时还可以改善铸件的塑性，防止出现白口组织和裂纹。常用的焊接方法是气焊和焊条电弧焊，气焊常用铸铁气焊丝，如I-IS401或IIS402，配用焊剂CJ201，以去除氧化物。气焊预热方法适于补焊中小型薄壁零件。焊条电弧焊选用铸铁芯铸铁焊条Z248或钢芯铸铁焊条Z208，此法主要用于补焊厚度较大(大于10mm)的铸铁零件。热焊法的焊接设备主要有加热炉、焊具、电炉(油炉或地炉)等，焊接丁艺如下： 1)焊前准备和预热。清除缺陷周围的油污和氧化皮，露出基体的金属光泽。开坡口，一般坡口深度为焊件壁厚的2／3，角度为70。一120。；将焊件放人炉中缓慢加热至600～700℃(不可超过700℃)。 2)施焊。采用中性焰或弱碳化焰(施焊过程中不要使铁水流向一侧)，待基体金属熔透后，再熔入焊条金属；发现熔池中出现白亮点时，停止填人焊条金属，加入适量焊剂，用焊条将杂物剔除后再继续施焊；为得到平整的焊缝，焊接后的焊缝应稍高出铸铁件表面，并将溢在焊缝外的熔渣重新熔化，待降温到半熔化状态时，用焊丝沿铸件表面将高出部分刮平。 3)焊后冷却。一般应随炉缓慢冷却至室温(一般需48h以上)，也可用石棉布(板)或炭灰覆盖，使焊缝形成均匀的组织，同时防止产生裂纹。 (2)冷焊法此方法是焊前不对工件进行预热，或预热温度不超过300℃，常用焊条电弧焊进行铸铁冷焊。根据铸铁工件的要求，可选用不同的铸铁焊条，如补焊一般灰铸铁零件非加工面选用z100焊条，补焊高强度灰铸铁及球墨铸铁零件选用z116或zll7焊条。冷焊法的焊接设备为普通的电弧焊设备，焊接工艺如下： 1)焊前准备。清除焊修表面的油污及杂质，使其露出基体的金属光泽。如果存在裂纹，应在裂纹两端各钻一个止裂孔，以免施焊时裂纹延伸；沿裂纹开出坡口，其形式和大小由焊修部位的厚度和工艺要求而定。如果是大型铸件，还可以在焊缝处拧上一定数量的螺钉，使接头得到加强。螺钉直径一般不超过16mm(如果壁厚小于15mm，则螺钉直径应小于或等于6mm)，螺钉的数量可按断面面积计算，即螺钉的总断面面积不大于铸件裂纹断面面积的25％，且这些螺钉应均匀分布在裂纹两边。 2)焊修规范的选择。焊条直径由焊修部位的厚度确定，一般应尽量选用小直径的焊条，以减少输入焊件的热量。在保证焊条金属与基体熔合的情况下，焊修电流也应尽量选用小的，以免焊件温度过高产生应力。电弧长度一般是焊条直径的0．5～1．1倍，以保证燃烧稳定。如果采用直流电源，则一般选焊件为负极，以免焊件受热，温度过高。 3)操作工艺要求。一般应遵循先内后外(先孔内，后机体外侧，再后机体上平面)、短段、断续、分散焊、多层多道(第一层焊完后，用砂轮在整个焊缝上磨去一些焊肉，检查确实不存在气孔、裂纹后再焊第二层；每层先从坡口两侧焊起，后焊中间)、小电流、锤击焊缝的原则。将整条焊缝分成若干小段，不可连续施焊，每段长度视焊件厚度而定，一般在10～50mm。每段焊完后，应冷却至室温再焊下一段。每个小焊波不要横跨到坡口两侧，这样有利于未焊部分自由收缩，并避免电弧在坡口两侧停留太久。焊后金属温度在800℃左右时，应锤击焊缝，使其表面呈麻点状，以松弛焊接应力，清除裂纹和气孔。温度低于300℃时不能再锤击，以免产生冷脆裂纹。施焊中以直线划小圈式运条手法为佳，焊缝应与母材呈圆滑过渡，以利于焊缝应力走向。 (3)加热减应焊法；此方法不事先加热焊件，而在施焊前和施焊中加热焊件的加热减应区，使其不阻碍焊缝的收缩，从而减少内应力，避免产生裂纹。加热减应区可选取一处或多处，其选取原则如下： 1)阻碍焊缝膨胀的部位。当该部位加热冷却时，使焊缝有获得自由热膨胀和冷收缩的可能。 2)与其他部位联系不多且强度较大的部位。 3)自身的变形对其他部位应无很大影响，不至于因它的变形而损坏其他部位。 在选择焊接方法时应注意以下原则：1)针对不同的切削加工性、颜色、强度等选择不同的焊接方法，焊条电弧焊热焊法对于要求质量高、切削加工性好的铸件最适合，焊条电弧焊冷焊法则适宜于机加工的表面及不便于预热的大型铸件。2)针对不同的焊件体积、形状、厚度及使用条件等选择不同的焊接方法，对于中小型薄壁零件(如气缸)采用气焊、冷焊、热焊均可，对于较大的零件应采用气焊热焊法。
解析
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