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机床床身铸件补焊方法及选择依据

时间:2019-05-29 16:33 作者:东建铸造 点击: 次
1补焊方法选择的主要依据
补焊方法选择的主要依据是:①铸件的状况(化学成分、组织和力学性能,铸件的大小、厚薄和结构的复杂程度等);②焊接部位的缺陷情况(缺陷的类型、缺陷的大小、缺陷部位的刚度大小和缺陷产生的原因等);③焊后质量要求(焊后接头的力学性能、焊缝颜色、密封性及加工性等);④现场环境(主要是温度)、设备和经济性等要求。
2补焊方法
高强度灰铸铁补焊方法很多,主要有手工电弧焊、气焊和钎焊,其次是电渣焊、氧一乙炔火焰粉末喷焊。按焊接工艺特点,铸铁补焊又分为热焊法(包括半热焊)、不预热焊法(采用铸铁型焊接材料)和电弧冷焊法(采用非铸铁型焊接材料)。
高强度机床床身铸件补焊工艺
1焊前准备
(1)清理缺陷根据缺陷的大小,选用机械加工、碳弧气刨等方法将缺陷完全清除,检查裂纹的长度、走向,为防止裂纹的扩展,应在裂纹端部钻止裂孔。
(2)开坡口或造型开坡口的原则是在保证顺利施焊的前提下,尽量减小坡口角度,以减小母材的熔化量,以降低焊接应力及碳、硫、磷等对焊接质量的影响;造型是为防止焊接边角部位焊接时金属流淌,使焊缝成形良好。造型材料一般选用黄泥、耐火泥或型砂。
(3)焊前清理将坡口周围的油污,铁锈等脏物清除干净,直到待焊处露出光泽为止。
2补焊工艺及要点
2.1热焊、半热焊补焊工艺及要点
(1)将工件倾斜放置,使焊缝处于上坡焊或半立焊,以减小熔合比。
(2)根据铸件的体积、壁厚、结构复杂程度决定是整体预热还是局部预热,一般补焊处刚度大、结构较复杂时,必须采用整体预热;当缺陷较小,又位于边角处时,采用局部预热。预热时,加热速度必须控制,不宜快,否则会产生较大应力,导致产生裂纹。热焊预热温度为600~700℃(工件呈暗红色),半热焊预热温度为400℃左右。
(3)按机床类铸件补焊方法和焊接材料的选用建议选用焊接材料,并选用合适的工艺参数进行施焊。焊接过程中不能低于预热温度,否则要重新加热才能继续进行焊接。
(4)焊后保温缓冷,重要铸件较好进行消除应力热处理,焊后立即将工件放入炉中加热到600~700℃,保温一定时间,然后随炉冷却。
(5)热焊、半热焊时宜采用长弧、大电流焊接。长弧是使药皮中石墨充分熔化,大电流是保持工件温度,防止热影响区产生淬硬组织,并可有效地防止裂纹的产生。
2.2冷焊补焊工艺及要点
(1)采用短段焊、断续焊、分散焊、逐步退焊法。短段焊,即每段长约10~40mm。断续焊,即焊一段后停留片刻,待工件冷到50~60℃时再焊下一道焊缝,以防止热量集中。分散焊,在一个部位焊一段后再到另一部位焊接,以减少温差,降低应力。逐步退焊法,它与连续焊相比,可使焊缝的拉应力峰值有很大降低,故有利于防止焊缝裂纹的产生。
(2)控制熔合比。减小熔合比,可减小母材中的碳、硫等有害元素进入焊缝,硫是促进形成热裂纹的有害元素,如果碳含量多,可使马氏体量也相对增多,冷裂敏感性增大。所以减小熔合比,有利于提高焊缝质量。
(3)调整焊接热输入。采用短段焊、分散焊、断续焊、多层多道焊,其目的是为防止局部金属过热,避免因热应力而诱发裂纹的产生。
机床铸件质量主要包括外观质量、内在质量和使用质量。外观质量指铸件表面粗糙度、表面缺陷、尺寸偏差、形状偏差、重量偏差;内在质量主要指铸件的化学成分、物理性能、机械性能、金相组织以及存在于铸件内部的孔洞、裂纹、夹杂、偏析等情况;使用质量指铸件在不同条件下的工作耐久能力,包括耐磨、耐腐蚀、耐激冷激热、疲劳、吸震等性能以及被切削性、可焊性等工艺性能。
铸件质量对机械产品的性能有很大影响。
影响铸件质量的因素
第 一是对机床铸件的设计工艺性。进行设计时,除了要根据工作条件和金属材料性能来确定铸件几何形状、尺寸大小外,还必须从铸造合金和铸造工艺特性的角度来考虑设计的合理性,即明显的尺寸效应和凝固、收缩、应力等问题,以避免或减少铸件的成分偏析、变形、开裂等缺陷的产生。
第二要有合理的铸造工艺。即根据机床铸件结构、重量和尺寸大小,铸造合金特性和生产条件,选择合适的分型面和造型、造芯方法,合理设置铸造筋、冷铁、冒口和浇注系统等。以保证获得的机床铸件。
第三是铸造用原材料的质量。金属炉料、耐火材料、燃料、熔剂、变质剂以及铸造砂、型砂粘结剂、涂料等材料的质量不合标准,会使铸件产生气孔、针 孔、夹渣、粘砂等缺陷,影响铸件外观质量和内部质量,严重时会使铸件报废。大型机床铸件重量所占比例很大,许多结构件和许多主要部件都是以铸件为坯料的,而且与机床的质量,精度密切相关,机床铸件质量的好坏,对机床整机质量,寿命,精度保持性都有着至关重要影响,没有机床铸件质量的提高。
第四是工艺操作,要制定合理的工艺操作规程,提高工人的技术水平,使工艺规程得到正确实施。
铸造生产中,要对铸件的质量进行控制与检验。首先要制定从原材料、辅助材料到每种具体产品的控制和检验的工艺守则与技术条件。对每道工序都严格按工艺守则和技术条件进行控制和检验。较后对成品铸件作质量检验。并配备合理的检测方法和合适的检测人员。一般对机床铸件的外观质量,可用比较样块来判断铸件表面粗糙度;表面的细微裂纹可用着色法、磁粉法检查。对机床铸件的内部质量,可用音频、超声、涡流、X射线和γ射线等方法来检查和判断。
 
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