灰口铸铁的焊条电弧冷焊法

时间：2024-10-29 百科知识版权反馈

【摘要】：焊条电弧焊的主要特点是加热集中，焊件受热面积小，焊接变形小。根据铸件的复杂程度、缺陷的位置和不同铸铁焊条对工艺的不同要求，焊条电弧焊接灰口铸铁分为热焊、半热焊和电弧冷焊等几种工艺方法。焊条电弧焊常用的焊接材料及应用范围见表5－102。焊接顺序的合理安排对灰口铸铁厚大件的焊补有重要意义。厚大件补焊时，焊接应力较大，焊缝金属发生裂纹与焊缝金属及母材交界处发生裂纹的危险性增大。

三、灰口铸铁的焊条电弧冷焊法

1．焊条的选用

焊条电弧焊的主要特点是加热集中，焊件受热面积小，焊接变形小。根据铸件的复杂程度、缺陷的位置和不同铸铁焊条对工艺的不同要求，焊条电弧焊接灰口铸铁分为热焊、半热焊和电弧冷焊等几种工艺方法。焊条电弧焊常用的焊接材料及应用范围见表5－102。

表5－102　灰口铸铁焊条选用

续表

2．焊前准备

电弧冷焊法是采用非铸铁型焊接材料，并且焊前铸件不进行预热的一种焊接方法。在焊接过程中采取一定的工艺措施，尽量防止焊接区局部过热，缩小受热面积，焊接区温度尽量控制得低些，以减少热应力和由此产生的冷裂纹。该方法具有不预热、劳动条件良好、工件变形小、操作简单等优点。其缺点是焊接接头冷却速度较快，极易形成白口和淬硬组织，工件受热不均，形成较大热应力，易产生冷裂纹。

对缺陷所在的部位进行清理，将油、锈、杂质等清除干净;检查裂纹的长度，查清走向、分支和端点所在的位置;为防止裂纹的扩展，在裂纹端部钻止裂孔，直径5～8mm，深度应比裂纹所在的平面深2～4mm，穿透性裂纹则应钻透。

为了保证接头焊透和良好成形，焊前应开坡口或造型。工件壁厚小于5mm时可不开坡口;壁厚在5～15mm之间可开V形坡口;壁厚超过15mm，可开X形或U形坡口。坡口尺寸见图5－19。

图5－19　坡口尺寸

对未穿透缺陷，坡口底部应圆滑，上口稍大，以预防应力集中，同时便于操作。对于边角部位缺陷，为防止焊接时金属流淌，保持一定焊缝形状，可在待焊部位造型，如图5－20所示。

图5－20　待焊部位造型

3．焊补工艺

(1)缩短焊道。

为了减小应力，防止裂纹，冷焊时必须防止补焊区局部过热，减少温差，因此，要采用短段焊、断续焊和分散焊。即每道焊道要短，不要连续焊，但是可以分散在多处起焊，如图5－21所示。每小段的焊道长度根据不同的条件可以在10～15mm或稍长一些的范围内变化，当焊道冷却到室温或略高于室温时再焊下一道焊缝。焊完每道焊道，要立即用带小圆角的尖头小锤迅速地锤击焊道金属，直至焊道上出现密布的麻点并冷却为止。锤击时要适当用力，否则焊缝不能产生塑性变形消除应力，对于高强度的厚壁件可用力锤击。

图5－21　电弧冷焊操作方法

冷焊时的电流是很重要的参数，必须严格掌握。电流过大，会增加熔深和熔合区白口层的厚度，不但很难加工，而且可能造成焊缝剥离和焊缝上产生热裂纹。电流过小，焊缝和母材容易熔合不良。焊接电流的选择应根据焊条的类型和焊条的直径来确定，可参照表5－103。

表5－103　常用灰口铸铁电弧冷焊焊接电流(A)

在补焊加工面的线状缺陷时，如果只焊一层焊道，焊道底部的熔合区比较硬。一般在焊完第一层后，将该层焊道的上部铲去一些再焊一层，这样能够使第一层底部受到退火作用变得软一些，改善其加工性。

(2)采用合理的焊接顺序。

采用合理的焊接顺序以减小焊接应力。裂纹的焊补应掌握由拘束度大的部位向拘束度较小的部位焊接的原则，这样，焊缝收缩有一定的自由度，焊接应力较小。焊接顺序的合理安排对灰口铸铁厚大件的焊补有重要意义。厚大件补焊时，焊接应力较大，焊缝金属发生裂纹与焊缝金属及母材交界处发生裂纹的危险性增大。图5－22所示的焊接顺序不同。水平型焊接应力较大，易使焊缝及热影响区发生裂纹;凹字形次之;斜坡型焊接应力较小，利于防止发生热影响区裂纹及焊缝裂纹。

图5－22　多层焊顺序

(3)采用栽丝焊法。

工件受力大，焊缝强度要求较高时，为了加强母材与焊缝金属的结合，防止焊缝剥离，可采用栽丝法进行补焊，如图5－23所示。栽丝法主要用于承受冲击载荷和厚大铸件的补焊。

在母材上钻孔攻丝，拧入钢质螺丝，先绕螺丝焊接，再焊螺丝之间。由于螺丝承担了部分焊接应力，能够有效地防止焊缝剥离，并提高焊接接头的强度。常用螺丝直径为φ8～16mm，厚件采用直径大的螺丝，螺丝拧入深度应等于或大于螺丝直径，螺丝凸出待焊表面高度一般为4～6mm，拧入螺丝的总截面积应为坡口表面积的25%～35%。这样，螺丝直径确定后，就可算出所需螺丝数，并使其在上、下两层均匀分布，栽丝焊费时较多是其不足。