第十六章 常用金屬材料的焊條電弧焊工藝與操作技巧(三)(3 / 3)

焊接前,根據所用焊條特性選用交流電源或直流電源。若用直流電源,應采用直流反接。然後根據焊件厚度及幾何形狀,焊條直徑大小選擇焊接電流強度。若所用焊接電流大,一台焊機功率不夠時,可將多台同型號、同功率的焊機並聯使用。通常,當焊芯直徑為6~10mm,選用焊接電流為每毫米焊芯直徑需50~60A。弧焊電源交、直流均可。焊接規範均用大電流,隻是在焊邊角或焊補穿透缺陷的底部時,電流要小些。

②焊接。預熱溫度達到要求時,即可進行焊接。焊接最好在平焊位置。在焊接過程中,要始終保持鑄件溫度不低於400~500℃。應經常注意熔池溫度和焊件邊緣熔化情況,可通過基本金屬熔化邊緣鐵水的形狀判斷溫度是否正常。焊接時采用長弧焊(弧長8~10mm),從坡口中心起弧逐漸移向邊緣,焊接過程中,若熔池鐵水白亮沸騰時,焊接應暫時中斷,待熔池沸騰停止,顏色發暗至不耀眼時再繼續施焊。這樣停停焊焊,焊焊停停,直至焊縫與基本金屬齊平。同時,根據情況改變操作方法和調節焊接規範。焊條運走到焊縫邊緣時可稍作停留,保證邊緣熔合良好。但在鑄鐵焊接時,很難獲得像焊接低碳鋼時那樣的緩波形焊縫。

每條焊縫應一次焊成。焊縫體積大時,可輪流操作,保證焊接連續進行,直至完全填滿為止。更換焊條動作要迅速,避免熔池過快冷卻。如果進行間斷焊接,應徹底清除在相接處殘留的石墨及熔渣等汙物後再進行續焊。為保證續焊相接處充分熔透,當焊條運走到續焊處要延長停留時間。

焊接中,為減少熱量損失,除焊接部位留在外麵,其餘部分均應用石棉板或其他隔熱材料蓋上,同時不要在有穿堂風的地方進行焊接。

③冷卻。熱焊工件的冷卻速度對焊接質量影響很大。因此,焊後零件應放在稻草灰或石棉灰中緩冷。一般冷卻時間為12h。厚度大的焊件可放在加熱爐內加熱後隨爐冷卻,冷卻時間在24h以上。為了消除焊接內應力,焊後應進行退火處理,其溫度為600~650℃。

三、操作實例

1.鑽床旋臂裂紋補焊

某廠鑽床旋臂出現的裂紋形狀和部位,采用冷焊法修補。

(1)焊前準備。

①清除待焊處的汙物、油漆等,用放大鏡檢查裂紋分布情況,並在裂紋兩端鑽孔(孔徑φ10mm),防止焊接時裂紋擴張延伸。

②將待焊處修整成V型坡口。坡口寬度為25~30mm,角度為90°。用砂輪打磨坡口兩側邊緣,再鑽孔攻絲並擰入螺絲。注意鑽孔和攻絲過程中,不能用潤滑油。螺絲擰緊至端頭,露出表麵3~4mm。

(2)焊接工藝及操作

第一層焊道選用HT-3牌號焊條,直徑φ3.2mm,焊接電流90~100A,按下列順序進行焊接。

①分散焊接栽絲的環形焊縫,每個螺絲環形焊縫應一次焊完,保證不要斷弧,同時要防止螺絲熔化過多,應用短弧焊接。

②螺絲環焊縫全部焊完後,沿著裂紋全長進行分段焊接,力求焊縫上熱量分布均勻,溫度不超過60~80℃。每分段用倒退施焊法,焊道長度為30~40mm。

③焊接過程中,適當填加純銅焊絲,增加焊縫金屬的塑性和韌性,改變焊縫過渡區域的金相組織,減少脆性及裂紋。

④每焊接一小段焊縫,立即用小錘輕敲焊縫,敲擊時應先輕敲焊縫中心,並逐步向邊緣移動,以減少應力,防止產生裂紋。此外,要仔細清理熔渣及坡口邊緣的飛濺金屬。每段接頭熔合要良好。焊接中出現氣孔要及時排除,重新補焊。

2.機床底座缺陷的焊補

某機床底座鑄造後出現幾處裂紋,長度為150~200mm,深度為20mm,此外還有兩處收縮砂孔。

該鑄件是新鑄件,鑄造後沒有進行時效處理,其組織沒有固定,處於自由狀態,殘餘應力大,而且底座質量大,十分笨重,沒有適合其的大的加熱設備,因此采用冷焊法工藝進行補焊。

(1)將裂紋處鑽孔(先鑽裂紋兩端,以防止裂紋擴大),然後將缺陷處鏨挖成V型坡口(坡口挖至裂紋根部),並用砂輪打磨待焊表麵型砂及V型坡口處,使之圓滑;疏鬆砂孔處,仍用鑽孔方法擴大成喇叭形坡口。

(2)選用直徑φ3.2~4.0mm的Z508焊條,按要求嚴格烘幹並在爐內保溫,用時取出。采用直流反接進行焊接。

(3)焊接時,將床底待補焊處放在平焊位置。焊接電流要比焊接低碳鋼時小,以減少焊接熱影響區範圍,避免母材金屬過多地混入焊縫,增加焊縫金屬含碳量,引起脆性。

(4)為防止焊接時局部過熱,將整個焊縫分成小段,每小段長約50mm,交替進行焊接。焊接中每焊20~30mm即停止焊接,使之冷卻。由於底座壁厚大,坡口大,應采用多層堆焊,但要注意使焊接區溫度分布均勻,並始終保持60~80℃。通常用手試探焊接區溫度,不很燙手時,即可繼續焊接。

(5)焊條運走到焊縫邊緣時,應作短時停留,使之與母材金屬邊緣結合良好。如因結合不良而出現分離時,可向邊緣熔池中加入少量純銅焊絲,增加焊縫韌性,促進邊緣熔化良好。每小段焊縫焊完時,在焊縫還處於比較熱的狀態下,即用小錘輕敲焊縫及其邊緣,達到細化晶粒、消除殘餘應力的目的。此外,在續焊下段焊道前,應將坡口內的熔渣飛濺金屬和析出的霧狀石墨劑清除幹淨。焊接過程中,曾發現某些小段焊縫中出現連續性氣孔,主要是由於焊條幹燥不夠,藥皮中的結晶水未完全除去以及邊緣不清潔、雜質多造成的。重新將焊條在250~300℃烘焙並仔細清除邊緣處的雜質,氣孔即被克服。