灰口鑄鐵泵的修復(fù)焊接

1、 灰口鑄鐵泵體網(wǎng)狀裂紋的修復(fù) 灰口鑄鐵泵體網(wǎng)狀裂紋的修復(fù)摘要：本文介紹了一臺(tái)薄壁灰口鑄鐵沙石泵網(wǎng)狀裂紋的修復(fù)技術(shù)。針對(duì)鑄鐵的焊接特點(diǎn)和缺陷的性質(zhì),采取復(fù)合式焊接技術(shù)修補(bǔ)，修復(fù)的沙石泵, 運(yùn)行狀況良好, 滿足了使用的工藝要求。關(guān)鍵詞：灰口鑄鐵；裂紋；補(bǔ)焊本公司一臺(tái)砂石泵的泵體(材料為灰口鑄鐵),由于鑄造缺陷,在出口法蘭右側(cè)面處存在大量夾渣和裂紋,其中兩道主裂紋分別長(zhǎng)120mm和150mm,并伴有好多小裂紋,形成了長(zhǎng)150mm、寬100mm,像蜘蛛網(wǎng)一樣的網(wǎng)狀裂紋區(qū)。加之鑄造內(nèi)芯偏位,此處壁厚只有5mm左右,因而漏氣嚴(yán)重,泵吸無力,達(dá)不到工作時(shí)需要的真空度，不能正常使用。1、修復(fù)工藝方案 由于焊接

2、處夾渣嚴(yán)重,組織疏松, 而且面積大,厚度薄,因而容易造成應(yīng)力集中和焊縫與基本金屬局部剝離,這給焊接工作帶來較大困難.加之還有氣密性要求,若有任何細(xì)小裂紋漏焊,都會(huì)造成漏氣而影響泵的抽吸能力。再者由于鑄鐵的固有性質(zhì)及冶金特性,給手工電弧焊帶來了極大的困難,具體如下: 鑄鐵熔化后冷卻速度快,在熱影響區(qū)易出現(xiàn)白口組織,焊接時(shí)開裂傾向較大。 鑄鐵組成成分中,碳的含量高,在焊接過程中碳易被氣化,容易產(chǎn)生氣孔。 鑄鐵強(qiáng)度高,塑性差,焊接時(shí)殘余應(yīng)力大,易產(chǎn)生焊接熱裂紋。 鑄鐵中c、s、p 等元素含量高,并在焊接過程中熔化到焊縫中,會(huì)增加金屬的硬度,降低塑性和韌性,易產(chǎn)生裂紋,并降低可加工性。 鑄鐵在冶煉過程

3、中,易出現(xiàn)石墨粗大化,石墨與基體產(chǎn)生間隙,使鑄件在使用過程中油、水滲入形成氧化物,嚴(yán)重阻礙焊接時(shí)的熔合,同時(shí),增加產(chǎn)生焊接裂紋和氣孔的可能性。 鑄鐵在焊接熔化時(shí),液態(tài)金屬流動(dòng)性很差,嚴(yán)重妨礙焊接時(shí)的熔合,熔池中熔渣和有害氣體難以逸出,會(huì)在焊縫中產(chǎn)生嚴(yán)重缺陷。 綜上所述，我們認(rèn)為只有采用復(fù)合式焊接方法才能恢復(fù)泵的使用性能。1.1 焊接方法鑄鐵手工電弧焊接可分為熱焊和冷焊兩種方法。手工電弧熱焊法是將工件整體加熱至600650以上開始施焊,焊接過程中工作溫度不得低400,焊后馬上加熱到650 ,以消除應(yīng)力退火。手工電弧焊冷焊法就是焊件在焊前不預(yù)熱,焊接過程中也不輔助加熱,因此可以加速焊補(bǔ)生產(chǎn)率,降低

4、成本,改善勞動(dòng)條件,減少焊件因預(yù)熱時(shí)受熱不均勻而產(chǎn)生的變形和焊件已加工面的氧化。由于手工電弧熱焊的勞動(dòng)條件差,工藝過程復(fù)雜、生產(chǎn)效率低、成本高等缺點(diǎn),故采用手工電弧冷焊法修復(fù)。1.2 焊接材料通過上述分析，選擇z308純鎳焊條最為理想,但用量較大,費(fèi)用高，為了節(jié)省開支，只在一層焊接和止裂孔附近選用z308，其他部位選用e50163.2mm低氫堿性焊條,該焊條不僅價(jià)格低廉,而且其熔敷金屬的強(qiáng)度高，故選用z308作為打底過渡層,e5016作為蓋面增加殼體強(qiáng)度。1.3 焊接規(guī)范由于砂石泵的壁厚較薄，為避免焊接時(shí)熱輸入過大產(chǎn)生燒穿，焊接電源采用反極性連接，即焊件接陰極，焊條接陽極。1.4 焊前準(zhǔn)備1.

5、4.1 將裂紋處的油污結(jié)砂清除干凈。1.4.2 在裂紋兩端延伸510mm 處打止裂孔,孔的直徑為56mm。如圖示： 1.4.3 然后在兩主裂紋處開v 字形坡口,角度為5070,基本開透,留鈍邊p=2mm,坡口寬5mm。如圖示：1.4.4 焊接前,z308 焊條要150烘干1 h ,e5016 要250烘干2 h ,烘干后放入保溫桶中保溫,隨用隨取。2、焊接工藝過程2.1 用z308打底,先焊兩主裂紋,工藝參數(shù)如下表：焊層焊接方法焊條直徑/mm焊接電流/a焊接速度/(mm/min)打底層smaw3.280-10035-50為避免焊縫過熱,采用短弧操作斷續(xù)跳焊法,每段20mm間隔2030mm。如下

6、圖：兩主裂紋焊好后,再焊止裂孔及端面部位。每焊一段焊縫,立即用小錘輕輕敲擊,使其應(yīng)力擴(kuò)散,防止產(chǎn)生裂紋。并特別注意焊件的溫度,一般摸上去不燙手后再進(jìn)行第二段焊接。如果第一層上有焊渣及弧坑小裂縫等缺陷時(shí),要清除掉后再焊第二層。2.2 由于網(wǎng)狀裂紋區(qū)域面積大,為減少焊接應(yīng)力及基本金屬剝離現(xiàn)象,采用分段分組補(bǔ)焊方式進(jìn)行。即用角磨機(jī)先磨去長(zhǎng)150mm、寬20mm的修補(bǔ)面,基本磨去夾渣及裂紋,留鈍邊2mm。采用308焊條,運(yùn)用跳焊方法,一段一段地依次對(duì)網(wǎng)狀裂紋面的所有裂紋進(jìn)行打底焊。應(yīng)焊透,避免層狀裂紋的產(chǎn)生,以保證強(qiáng)度和致密性。并注意厚薄均勻,焊縫不可過高,以有利于表面層的焊接。2.3 表面層的焊接方

7、法。由于采用了e5016焊接,增加了殼體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。焊接時(shí)應(yīng)注意焊接順序和分段、跳焊及錘擊（錘擊的頻率為23hz）消除應(yīng)力工作,充分的錘擊與焊接交替進(jìn)行,直到完成焊接面的加工。焊縫既不能過高,又要避免下陷,達(dá)到焊平即可。2.4 焊前注意避風(fēng),為了防止焊口焊接后冷卻過快,出現(xiàn)裂紋,每道焊口在錘擊后接頭紅熱時(shí)保溫棉包扎好, 緩慢冷卻810h。3、結(jié)論經(jīng)過修復(fù)的沙石泵,在振動(dòng)工作環(huán)境中連續(xù)使用,修補(bǔ)處未產(chǎn)生裂紋, 運(yùn)行狀況良好, 達(dá)到了焊接修補(bǔ)的要求。該項(xiàng)焊接實(shí)例, 為鑄鐵結(jié)構(gòu)件大面積修補(bǔ)工作積累了經(jīng)驗(yàn)。復(fù)合式焊接修補(bǔ)技術(shù), 有效地消除了白口及缺陷, 保證了產(chǎn)品質(zhì)量。參考文獻(xiàn)：1 中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)焊接學(xué)會(huì)，焊接手冊(cè)（第二分冊(cè)）m北京：機(jī)械工業(yè)出版