栽入螺絲的直徑應根據鑄件壁厚確定,一般不超過16mm。如果鑄件壁厚小於12mm,則螺絲直徑不超過6mm。
在不開坡口的情況下,第一行螺絲裝置在離螺紋邊緣1.5~2倍螺絲直徑處。在開坡口的情況下,螺絲應裝置在坡口裏麵,第二行則裝在離坡口邊緣1~1.5倍螺絲直徑處,排列成棋格形。
為了不削弱母材金屬截麵,靠最外一行螺絲直徑要小一些。螺絲擰入深度約等於螺絲直徑的1.5倍。特別注意的是在鑽孔攻絲時不應用潤滑油。
(3)焊接材料選用。電弧冷焊一般采用非鑄鐵組織的焊條,所得到的焊縫組織(不包括熔合區及近縫區)塑性好,硬度不太高,通過錘擊焊縫可以降低焊接應力,避免裂紋。按焊後加工性能,可將冷焊用焊接材料分為兩類:一類是用於焊後不需機加工的焊件,操作得當能保證焊補區的密封性,如銅鐵鑄鐵焊條Z607、高釩鑄鐵焊條Z116、Z117,氧化型鋼芯鑄鐵焊條Z100等;另一類用於焊後需要對焊縫區機加工的焊件,如純鎳鑄鐵焊條Z308、鎳銅合金鑄鐵焊條Z508、鎳鐵合金鑄鐵焊條Z408等。
(4)焊接工藝及操作。電弧冷焊的工藝及操作要領是“短段、間斷、分散焊,電流較小、熔深淺,錘擊焊縫除應力,退火焊道前道軟”。
為了減小應力防止裂紋,冷焊時必須防止焊補區局部過熱,也就是使焊縫區保持較低溫度,減小與整體溫度差別,因而采用“短段、間斷、分散焊”。即焊接速度要快,每一道焊縫要短,對厚度在5~10mm的較薄工件,一般每道焊縫長不超過10~15mm,對厚壁工件不超過30~50mm;不應連續施焊,而是分散在多處起焊。每一道焊縫施焊後冷卻到可以手摸(約60℃)時,再焊下一道焊縫;每道焊縫焊完要立即用帶圓頭的小錘迅速錘擊焊縫金屬,錘擊方向應垂直坡口表麵,用力適中,直至焊縫上出現密布的麻點並冷到60℃左右為止。
冷焊時電流必須嚴格控製,在保證焊縫與基本金屬熔合良好的情況下,盡可能采用小電流,以免產生裂紋。特別是多層焊的底層和第二層焊縫更要注意使用小直徑焊條,小電流施焊,可以減少基本金屬在焊縫中所占的比例。焊接電流按焊條直徑的28~34倍範圍內選擇。
多層多道焊時,要針對實際情況,采取合理的焊接方向和順序,以減少應力,特別是應先焊靠近坡口兩側的焊道,再焊該層的中間焊道。
在最後一道焊縫上加焊退火焊道,退火焊道的作用是使前一道焊縫底部受到回火作用變得軟一些,以改善加工性能。退火焊道不能與基本金屬銜接,可以將最後一道焊縫金屬上部鏟去一些再焊一層,或者焊完一段後停幾秒,待焊縫冷卻到400℃左右時,再快速焊一層。
3.電弧熱焊工藝
對於大型鑄件中心部位的缺陷,雖然電弧冷焊工藝配合合理的操作及電弧,能減少或避免白口,但由於其剛度大,不能自由伸縮,電弧冷焊往往不可避免地要產生裂紋。因此在鑄件的焊補中,熱焊法仍然有著廣泛的應用。
(1)焊前準備。電弧熱焊工藝的焊前準備與電弧冷焊相同。
(2)坡口製備。對小而淺的缺陷要開成擴大的坡口,坡口一般呈圓形,麵積須大於800mm2,深度大於7mm,坡口角度為20°~30°,坡口內壁要比較光滑。
為了防止鐵水流失,在坡口邊緣四周用黃泥條或耐火泥圍築。如果缺陷位於焊件邊緣,可用黃泥、石墨板或耐火磚造型。造型要牢固可靠,以免焊接過程中脫落。施焊前用氣焊火焰將補焊處的油汙連同造型材料中的水分除掉。
(3)焊接材料。為了提高焊接質量,在焊接時要選擇適當的焊條。焊條藥皮要有良好的保護作用,能控製液體金屬的冷卻速度,以便獲得與基本金屬性能一致的焊縫,避免裂紋和氣孔。
熱焊時,可按不同的鑄鐵材料,不同的切削加工要求以及修補件的重要與否分別選用Z100、Z208、Z308等牌號的鑄鐵焊條。
(4)焊接工藝及操作。選擇正確的加熱部位,控製加熱溫度、焊後緩冷是電弧熱焊法的三個關鍵環節。
①預熱。預熱是熱焊法最重要的工序。預熱方法及預熱溫度高低對焊件變形和焊接質量影響很大。鑄鐵加熱時,體積膨脹,塑性增大,因此內應力相應增加。此外,由於鑄件自身重量,可能引起扭曲變形,嚴重時會產生裂紋。預熱溫度無統一規定,主要取決於鑄件壁厚大小,幾何形狀複雜程度和焊接規範。一般鑄件壁厚越大,預熱溫度越高;鑄件幾何形狀複雜且剛性大,則預熱溫度高;焊接電流越小,所需預熱溫度越高。預熱措施按鑄件大小不同可采取不同的工藝措施,如果鑄件尺寸不大,可以整體預熱;如果鑄件尺寸較大,鑄件壁厚不均勻處有缺陷,若能找出減應區,應將減應區與焊補區一同預熱;如果結構形式比較複雜,減應區不易找到,則可進行局部加熱,例如加熱缺陷所在的一個角或半個左右的鑄件,這樣也可以減少應力,避免熱裂紋的產生。
實踐證明:若預熱溫度低於650℃,則焊後在近縫區白口現象增多,甚至可能產生裂紋。當預熱溫度超過750℃,則鑄件硬度降低。因此,預熱溫度最好在650~700℃之間。
預熱溫度可以用溫度計測量,也可根據鑄件加熱時的顏色變化來判斷。
預熱設備一般用焦碳地爐、火箱式電爐,也可用其他簡易木碳、木柴爐。