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鑄鐵焊條焊接技術(shù)要求
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詳細(xì)介紹

一、新型鑄鐵焊條的性能及簡(jiǎn)單理論解釋
1. 性能

A型鑄鐵焊條可全位置焊接各種鑄鐵工件,B型鑄鐵焊條應(yīng)選用坡平焊位置。鑄鐵焊條防潮性能好,焊接時(shí)無(wú)需烘干,保管、使用方便。焊縫抗裂性好、氣孔少、熔合好,基本無(wú)咬邊現(xiàn)象。焊縫氣密性、加工性較好;焊縫顏色與母材相近,給某些特殊需求的產(chǎn)品帶來(lái)便利。焊接設(shè)備無(wú)特別要求,交直流焊機(jī)均可(但選用交流焊機(jī)時(shí),焊機(jī)空載電壓應(yīng)>70V) 。B型鑄鐵焊條打破了白口鑄鐵“不可焊”的禁區(qū),填補(bǔ)了白口鑄鐵焊條品種的空白。

 由于改性焊條所用的藥粉市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)非常方便,可以隨用隨買(mǎi),與鎳基焊條相比,價(jià)格低廉(幾乎與原結(jié)構(gòu)鋼焊條價(jià)格相當(dāng))。藥皮不發(fā)紅,可以不停弧連續(xù)施焊,實(shí)現(xiàn)快速焊接。 

2.簡(jiǎn)單理論解釋
由于鑄鐵含碳量高、強(qiáng)度低、塑性差、剛性大、對(duì)溫差極為敏感,焊接時(shí)其殘余應(yīng)力不易通過(guò)母材的變形來(lái)消除,因此鑄鐵焊接時(shí)極易產(chǎn)生焊接裂紋及其他缺陷。為此,人們通常從焊接冶金和焊接應(yīng)力方面對(duì)焊條進(jìn)行研究。
 鑄鐵組織內(nèi)部存在著一定量的硅,焊接時(shí),它們逐漸浮在母材表面變成了二氧化硅,導(dǎo)致焊縫易產(chǎn)生未熔合、咬邊、夾渣、氣孔,并降低了焊縫的抗裂性能,即硅是鑄鐵焊接時(shí)的有害元素。結(jié)構(gòu)鋼焊條具有較好的
焊接工藝性能,為改善鑄鐵焊接冶金狀態(tài)提供了有利條件,它改性時(shí)所加藥粉的主要作用正好抑制了二氧化硅的形成,即改善了焊縫冶金狀況,因此明顯提高了焊接接頭的抗裂性,大大降低了其他焊接缺陷產(chǎn)生的可能性。另一方面,與焊條相適應(yīng)的焊接工藝,能卓有成效地控制鑄鐵焊接時(shí)的焊接應(yīng)力。 
二、新型鑄鐵焊條的特殊焊接要求 
1.焊接接頭為非全熔透結(jié)構(gòu)
鑄鐵冷焊的坡口設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)鋼焊接有很大不同。由于鑄鐵焊接后焊縫的強(qiáng)度遠(yuǎn)高于母材,為保證焊接接頭性能的均勻,鑄鐵焊接時(shí)不能采用全焊透的結(jié)構(gòu)形式。即必須留出焊根,以促進(jìn)焊接殘余應(yīng)力的充分釋放,同時(shí)可減少焊縫的尺寸,因此焊接變形也較小。這種留焊根的坡口設(shè)計(jì)對(duì)防止焊接裂紋的產(chǎn)生將起到重要的作用。
2.設(shè)計(jì)合適的坡口形式
焊接時(shí),根據(jù)不同的焊件結(jié)構(gòu)及要求
設(shè)計(jì)合適的坡口形式。例如:對(duì)于厚度不太大、有防漏及壓力要求的對(duì)接接頭,可采用單面帶根(鈍邊)的Y形或U形坡口(鈍邊部分不焊);對(duì)于厚大件,為減小焊縫尺寸,不得不采用雙面Y或U形坡口,但同樣必須留出焊根不焊。需要指出的是,雙面坡口的焊接接頭只能達(dá)到低性能的強(qiáng)度要求,對(duì)于有防漏、壓力要求的工況總是難以滿足。 
實(shí)際鑄鐵焊接中,開(kāi)Y形或U形坡口均可以焊接成功,對(duì)焊接質(zhì)量的影響無(wú)明顯區(qū)別,可以根據(jù)焊縫所處的位置,酌情選取。立焊時(shí),由于可以利用結(jié)422焊條很方便地開(kāi)取U形坡口,故為首選;其他位置的焊縫坡口則以Y形較多見(jiàn)。 
3.確保焊機(jī)具有較高的空載電壓
焊機(jī)空載電壓的高低對(duì)焊縫的抗裂性能、飛濺物、成形好壞、氣孔、咬邊等影響較大。試驗(yàn)證明,鑄鐵焊接時(shí),焊機(jī)空載電壓越高,其焊縫氣孔越少、抗裂性越好,焊縫飛濺物、咬邊也少,焊縫成形美觀、引弧快。反之,焊縫缺陷較多。因此,為確保鑄件焊接成功,必須根據(jù)不同的焊接設(shè)備及其相應(yīng)的電流擋位酌情選取較高的空載電壓,并控制在≥70V。 
一般地,電焊機(jī)的容量越大,其空載電壓可調(diào)范圍也較大,且易引弧,是焊接鑄鐵最適宜的焊機(jī)。對(duì)于交流焊機(jī),空載電壓的高低與電流擋位值成反向變化。對(duì)于直流焊機(jī),焊接電流擋位值越大,相應(yīng)空載電壓值越高。
4.采用獨(dú)特的焊接順序
正確的焊接順序,能有效地控制焊接裂紋的產(chǎn)生,增加焊縫的抗裂性能,達(dá)到快速焊接的目的。對(duì)于裂紋較多、較復(fù)雜的鑄鐵件的修復(fù),一方面各條裂紋可以通過(guò)選取合理的焊接次序,結(jié)合各條焊縫的分層焊接,不僅可以達(dá)到交替不停弧焊接,實(shí)現(xiàn)快速焊接的目的,而且能有效控制焊縫的層間溫度,從而增加焊接接頭的抗裂性能。另一方面,可取消傳統(tǒng)的止裂孔,在裂紋起止處適當(dāng)留出若干長(zhǎng)度的后焊部位,待主要部位焊接完成后,再將留焊處焊接。留焊處焊接后,原裂紋處受到的應(yīng)力屬于壓應(yīng)力,故不必鉆止裂孔。 
這種留后焊處的
工藝,使焊縫的殘余應(yīng)力降低,從而有效地控制焊接裂紋的產(chǎn)生。 
5.嚴(yán)格控制焊縫層間溫度
 鑄鐵焊接時(shí),焊縫層間溫度應(yīng)嚴(yán)格控制在80℃以下,有利于限制工件變形量,并提高焊縫抗裂性能。 
 控制方法可采用:較小電流、較小直徑的焊條;坡口不宜過(guò)寬過(guò)深;焊條角度盡量大一些;低電弧;坡口周?chē)鬅o(wú)水、無(wú)油無(wú)氧化物;較薄工件選用點(diǎn)焊、分段焊;切勿垂直收弧;選取合理的焊接順序,特別是對(duì)于多條裂紋的工件焊接;確保焊機(jī)空載電壓≥70V;如果焊縫溫度>80℃,應(yīng)采用點(diǎn)焊、分段焊工藝或停止焊接,待焊縫溫度<80℃再進(jìn)行焊接。 
6.焊件捶擊 
正確的捶擊能有效地松弛焊接殘余應(yīng)力,增加焊縫抗裂性能。實(shí)踐證明,鑄鐵焊接時(shí),捶擊母材比捶擊焊縫效果更好,但應(yīng)注意捶擊的方法。 
①當(dāng)工件裂縫處于立位時(shí),用結(jié)422焊條開(kāi)坡口,坡口開(kāi)完后,用小錘沿坡口周?chē)p輕敲擊1-2s。②進(jìn)行點(diǎn)焊時(shí),在點(diǎn)焊后亦應(yīng)用小錘沿坡口周?chē)p輕敲擊1-2s。③同時(shí)
焊接,同時(shí)敲擊工件,要求敲擊的力落在工件上,敲擊的振動(dòng)能傳導(dǎo)到焊縫。④焊縫成形后,敲擊的力要在熱影響區(qū)上,從熱影響區(qū)內(nèi)部對(duì)稱(chēng)地向外部敲擊,直到焊縫溫度降到常溫時(shí),敲擊結(jié)束。必須注意,所有的敲擊方向都是從貼近焊縫處向工件發(fā)散,不能敲擊焊縫。 
7.新裂紋的補(bǔ)焊
如果焊縫成形后,在焊縫或在熱影響區(qū)又產(chǎn)生新的裂紋,可按如下
工藝來(lái)返修: 
①裂紋處用手動(dòng)砂輪機(jī)修出坡口;②選用比原來(lái)較細(xì)的焊條來(lái)進(jìn)行補(bǔ)焊;③選用鑄308、鑄408焊條補(bǔ)焊;④選用較小電流、點(diǎn)焊工藝;⑤補(bǔ)焊后用手動(dòng)砂輪機(jī)修磨焊縫;⑥焊接捶擊,以松弛焊縫殘余應(yīng)力。 
三、焊接實(shí)例
1.煤氣發(fā)生爐鑄鐵灰盤(pán) 
 一臺(tái)間歇式煤氣發(fā)生爐,爐徑2.75m,運(yùn)行不到一年,由于煤渣結(jié)塊,致使鑄鐵灰盤(pán)超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn),造成灰盤(pán)多處裂紋及斷裂。采用A型改性焊條及相應(yīng)的
焊接工藝快速地完成了焊接修復(fù)。灰盤(pán)修復(fù)后運(yùn)行了兩年多才被換下。 
2.鑄鐵曲軸箱體 
 一臺(tái)31.4MPa的氫、氮?dú)鈮嚎s機(jī),由于連桿頭螺栓損壞,致使連桿頭沖壞鑄鐵曲軸箱體。采取固定位置焊修法。焊接時(shí),用A型改性焊條及相應(yīng)的焊接工藝(包括交替不停弧焊接工藝),快速修復(fù)了箱體。經(jīng)檢查,未發(fā)現(xiàn)裂紋、夾渣、咬邊、氣孔等缺陷,滿足了用戶要求。 
3.白口鑄鐵攪拌裝置底盤(pán) 

某化工廠的浮選機(jī)安裝時(shí),發(fā)現(xiàn)攪拌裝置底盤(pán)斷裂,其材料為白口鑄鐵,采用B型改性焊條及相應(yīng)的焊接工藝,一次修復(fù)成功






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