冷焊技术在铸件缺陷修复中的应用

tom2005

铸件上的某些缺陷，如气孔、夹渣、夹砂、裂纹、冷隔、渗漏等，如果超过有关标准、验收文件或订货协议中所允许的范围，可以按其规定进行修复。经修复、检验，确认合格的铸件，不应列入废品。
　　焊补法应用最广，最可靠；渗补法经济而有效；其它修复方法还有熔补、环氧树脂粘补、塞补、腻补、金属喷镀等。
   1.1 铸钢件的焊补
　　焊补是铸钢件的基本生产工序之一。铸钢件上的铸造缺陷几乎都可以用焊补法修复。电弧焊被广泛采用。
8 r  O! D. _8 M7 U( }    （1）铸钢的焊接性 铸钢的含碳量对焊接性影响极大，合金元素的影响亦相当复杂。碳钢或低合金钢的焊接性通常用碳当量CE估计，近似计算公式颇多，大同小异，常用公式如下： http://www.foundrytech.net/upload/2007_07/070727110920731.gif
　　碳当量CE＜0.4%，焊接性良好；碳当量愈高，焊接性愈差。
　　常见合金元素对钢焊接性的影响，其见表28。

表28  若干元素对钢焊接性的影响
( v6 a# c6 j" Y# j1 H8 m5 w& V0 u7 @
- ~. q& M8 S$ ~0 S# V

元素	影响规律及说明
c	0.25%，焊接性良好，C增加，焊接性显著下降
mn	0.20%，Mn＜0.8%～1.0，影响不大；Mn增加，焊接性变坏
cu	0.5%，影响可不计；Cu0.5%～0.6%影响亦不大
al	加入大量Al，焊接性变坏
ti,nb	改善焊接性
p	P＜0.05%，影响可不计；P增加，降低焊接性
s	降低焊接性

& B6 b* j( r) h9 N　　碳钢和低合金钢的焊接性，见表29。
3 h) v+ X9 o- m( @    （2）焊补要点 为了保证焊补品质（质量），应认真清理缺陷处的粘砂、氧化皮、夹杂物等；开出坡口；并根据钢的焊接性做好焊前预热和焊后热处理。
表29  一些常用铸钢的焊接性

钢种	主要化学成分（%）	焊接性	焊前预热温度（℃）	焊后于560～650℃退火
碳钢	C＜0.3	良	不需	不需
	C 0.3～0.4	可	100～150①	最好退火
	C 0.4～0.5	尚可	150～300	应进行
锰钢	Mn1.2～1.6，C0.2～0.3	可	100～150①	最好退火
	Mn1.2～1.6，C0.3～0.4	尚可	150～300	应进行
铬钢	Cr＜1.0，C＜0.2	良	不需	不需
	Cr1.5～1.6，C＜0.3	可	150～200℃①	最好退火
镍钢	Ni＜2.0，C＜0.2	良	不需	不需
	Ni2.0～3.0，C0.15～0.30	可	100～150①	最好退火
	Ni＞3.0，C0.3～0.4	尚可	150～300	应进行
钼钢	Mo0.4～0.6，C＜0.25	可	100①	最好退火
	Mo0.4～0.6，C0.25～0.35	可	100～150①	最好退火
铜钢	Cu＜2.0，C＜0.2	良	不需	不需

　　注：V和Ti在其正常含量范围内对焊接性的影响可不考虑，Si含量在1.0%以下无明显影响。
　　① 形状简单的中小件可不预热。
6 g, R+ B% B0 l# m: O4 `    　1.2 铸铁件的焊补
6 r5 E2 H& j; g! ]    　铸铁件上的气孔、砂眼、夹渣、裂纹、渗漏等缺陷，若不超过焊补的允许范围，可以进焊补修复。但是，铸铁的焊接性能差，焊后常用气孔、变形，易断裂，难加工，因此焊补铸铁时，应非常慎重。
9 G( |% ^2 H; n6 p7 \- d9 e* U: O2 ]! z    　（1）焊补方法 铸铁的焊补方法通常按工件的预热温度分类：焊前不预热或仅预热到250℃以下，称为冷焊；焊前预热到250～450℃，称为半热焊；焊前预热到500～700℃，称为热焊。
    　铸铁常用焊补方法的特点及适用范围见表30。
表30  铸铁的焊补方法及其适用范围

焊补方法	铸件预热	焊补特点	适用范围
焊条电弧	不预热冷焊	通常采用非铸铁焊条。若用镍基焊条，焊后可加工；若用其它种类焊条，焊后加工性差，且焊缝强度和颜色各不相同，有的与母材接近 采用大直径铸铁芯焊条和大电流时，若能严格执行冷焊工艺要点，则焊后可加工，硬度、强度、颜色与母材基本相同。但若缺陷四周刚度大时，焊后易开裂 7 L: J6 ^" s) x1 M" k+ A	冷焊、半热焊主要用于非加工面上焊补，有时也用于加工面上焊补
	400℃左右半热焊	一般采用钢芯石墨化型铸铁焊条，焊后加工性不稳定，强度与母材相近
	500～700℃左右热焊	一般采用铸铁芯焊条。焊后需保温缓冷。可加工，硬度，强度、颜色与母材基本相同，即使缺陷四周刚度大，焊后亦不易开裂
氧-乙炔气焊	不预热	焊后可加工，硬度、强度、颜色与母材基本相同。但焊后常易开裂	主要用于非加工面
	600℃左右热焊	预热后快速焊。焊后在650～700℃左右保温缓冷。可加工，硬度、强度、颜色与母材基本相同	多用于加工面
钎焊	钎料与铸件一同加热	钎料熔化，流布铸件的缝隙或空洞中。焊后，铸件变形小，易加工，但不宜高温工作	主要用于修补孔洞，裂缝等缺陷

　　（2）焊条的选用 焊补铸铁缺陷应根据母材选 用适当焊条，见表31。
表31 根据铸铁材质选用焊条（日本焊接协会）
表31 根据铸铁材质选用焊条（日本焊接协会

母材		焊条种类>焊接种类	镍焊条DFC Ni	镍铁焊条DFC NiFe	镍铜焊条DFCNi Cu	铜焊条DFC Cu	铁焊条DFC Fe
灰铸铁		补洞	优	优	优	优	优
		焊接	优	优	一般	差	差
		焊补裂缝	优