聶洪軒

（哈爾濱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新與育成中心 ，黑龍江 哈爾濱 150028）

隨著我國工業(yè)的發(fā)展，焊接材料種類、焊接方法逐漸增多。在鑄件修補中，采用合適的焊補技術(shù)不僅能確保鑄件合格，而且還能提高鑄件的使用性能。所以，在球鐵鑄件加工中，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)合理選擇焊補技術(shù)，完成加工面的修補，保證球體鑄件的加工質(zhì)量。

1 球鐵鑄件加工面焊補工藝流程

近年來，我國鑄件產(chǎn)量逐年遞增。目前，我國鑄件的年產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到了三千多萬噸。但是，由于技術(shù)、管理等因素的影響，我國鑄件的不良品率仍居高不下。每年產(chǎn)生的不良鑄件產(chǎn)品約有三百萬噸，造成了非常嚴(yán)重的資源浪費情況。所以，需加大鑄件焊補技術(shù)的研究，盡可能地提高逐漸合格率。另外，無論是在哪種鑄件的焊補工作中，技術(shù)人員都應(yīng)嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)程，開展焊補工作。

一般情況下，加工面焊補工藝流程可分為焊補前、焊補操作中及焊補后三個階段。首先，在焊補前，應(yīng)做好以下準(zhǔn)備工作：第一，應(yīng)清理干凈鑄件內(nèi)外部，不能有鐵銹、污垢等，以免影響到最終的焊補質(zhì)量。第二，還應(yīng)當(dāng)對進(jìn)行焊件預(yù)熱，并嚴(yán)格依照焊補標(biāo)準(zhǔn)選擇不同的焊補溫度。這樣既可以縮小焊接前后溫差，也可以消除掉鑄件表面的油性物質(zhì)。尤其能顯示出鑄件表面的裂紋。第三，還應(yīng)當(dāng)采用合理的處理方式，挖除缺陷部位。比如采用刨、鑿、磨、鉆、據(jù)等方法。但一定要根據(jù)缺陷大小，合理控制挖除范圍。第四，要提前設(shè)計好焊補工作位置，從而盡量減少夾渣、氣孔問題的出現(xiàn)。

其次，在加工面的焊接操作中，應(yīng)控制好運條操作。具體需注意以下操作要點：第一，合理控制運條角度，保證焊補操作的順利進(jìn)行。第二，在長弧焊接時，完成引弧后應(yīng)適當(dāng)提高焊條，并在距離焊件4-5毫米的距離處處其直線移動。這樣做能防止焊件母材的提前融化。第三，若是冷焊，在直線運條、熄滅弧時要快速完成焊條運送、移開。第四，短道焊接。一般情況下，在多層焊接中，可選擇短道焊接方法。因為若焊道過長，容易造成整個焊著金屬的脫落。

另外，在加工面的冷焊焊補中，要合理控制冷焊的焊接速度，盡量進(jìn)行斷續(xù)焊接，并合理控制焊縫長度。在完成以小段焊接工作后，還可用小錘敲擊焊縫，從而使焊縫更加壓實。另外，還可用鋼絲刷摩擦焊縫，加快焊縫冷卻，直至其焊縫溫度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)時，才能繼續(xù)焊補。

需要注意的是一般情況，對加工面的焊補，多是采用小電流、分段倒退焊、短焊、快速焊等焊補工藝，合理控制熔深。若是多層厚件，可采用栽絲法、熔池造型法等進(jìn)行焊補。若是比較細(xì)小的缺陷，可采用冷焊機進(jìn)行焊補。最后，完成焊補后，還應(yīng)采取有效的措施完成后續(xù)處理工作。比如清理趕緊飛濺毛刺。

2 常見加工面焊補技術(shù)

（1）冷焊。所謂冷焊是指鑄件的預(yù)熱溫度小于400℃。若是采用冷焊方法，則應(yīng)注意若是采用鑄鐵焊條，則在完成焊補后，還應(yīng)進(jìn)一步加大電流。在球鐵鑄件加工面的修補焊接中，多是采用球鐵專用焊條。比如107紫銅焊條。另外，在應(yīng)用冷焊時，還應(yīng)按照先孔內(nèi)后機體外部，再機體平面的順序進(jìn)行。同時，在完成第一層焊補后，還需進(jìn)行焊縫打磨，去除部分焊肉。進(jìn)而再檢查是否存在氣孔、裂紋。確認(rèn)之后，才能開始焊補第二層。此時，還需按照先坡口側(cè)、再中間的順序進(jìn)行焊補。

（2）栽絲焊。栽絲焊是在焊補前，先對母材坡口鉆孔攻絲。此時，要保證孔的均勻分布。然后，再向孔洞中擰螺絲。接下來，先圍繞著螺絲焊接。完成后，再焊接螺絲之間。簡單地說，就是通過利用螺絲將焊縫與母材固定在一起。這種焊接方式的主要優(yōu)點就是能有效防止裂紋現(xiàn)象。

（3）熔池造型法。在焊補時，由于高溫的作用，焊件上的部分金屬會變成液態(tài)，進(jìn)而形成熔池。熔池造型主要是取決于焊縫的形狀。但也會受到坡口、金屬融化情況、間隙形狀等因素的影響。在平焊過程中，熔池造型是能夠穩(wěn)定的，不僅位置固定，而且還能形成比較好的良縫。在實際焊接中，若要形成較好的熔池造型，就需應(yīng)用焊接變位機。但是在立焊、空焊等作業(yè)中，熔池造型不易控制。所以，需要采取特殊的措施合理控制金屬溶液重力，形成良好的焊縫。比如利用脈沖電流。需要注意的是一般在多層焊的厚件焊補中可采用熔池造型法。

（4）鑲補法。鑲補法的思路是先對缺陷、裂紋部位進(jìn)行深挖，然后鑲補板材做出凹鼓。最后，在完成焊補后，焊縫會收縮，進(jìn)而使得板材被拉伸，形成平板。這樣做能消除裂紋現(xiàn)象。對于板材材質(zhì)選擇可依據(jù)實際焊補情況。比如可采用低碳鋼板材。

3 球鐵鑄件加工面焊補技術(shù)

就球鐵鑄件來說，在允許范圍內(nèi)若出現(xiàn)空洞類缺陷，且不影響使用性能，就可采用合適的焊補處理措施，從而彌補這些缺陷，保證鑄件質(zhì)量。但結(jié)合實際情況來看，在采用焊補技術(shù)進(jìn)行修補時，還可能會出現(xiàn)以下問題：第一，由于溫度、電流等因素的影響，焊點硬度偏高，造成白口組織問題。第二，依照傳統(tǒng)熱處理標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行處理后，若焊點硬度過高，就會導(dǎo)致加工工序打刀、孔偏等問題。所以，企業(yè)應(yīng)采用合適的焊補技術(shù)解決加工面缺陷。文章就此以這兩種加工面缺陷為例，探討了球鐵鑄件加工面焊補技術(shù)的應(yīng)用。

（1）技術(shù)試驗。首先，文章選擇了THZ308球體專用焊條、Z238DFZ鑄鐵冷焊焊條作為試驗材料，并選擇了普通氬弧焊機、硬度儀、顯微鏡等試驗設(shè)備。其次，文章采用的試驗方法是采用兩種焊條，在200A、230A、260A的情況下，分別用普通氬弧焊機、普通電弧焊機對鑄鐵球面進(jìn)行焊補。同時，應(yīng)用硬度儀記錄了焊點的硬度。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在電流確定的情況下，采用普通氬弧焊機進(jìn)行焊補時，冷焊條下的焊點硬度與球鐵焊條下的焊點硬度接近。但是若是采用普通電弧焊機，電流對焊點硬度會產(chǎn)生比較大的影響。然后，本文又采用了兩種不同的熱處理方式，對上述樣件進(jìn)行熱處理。第一種處理方法是采用空冷熱處理方法，主要是采用一個相對固定的階段溫度進(jìn)行處理。第二處理方法是采用了空冷兩階段熱處理方法，主要是采用了兩個階段的溫度進(jìn)行處理。完成熱處理，再次對焊點硬度、焊補進(jìn)行組織進(jìn)行了觀察、對比。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：焊補方式不會影響到球鐵石墨的分布，而且熱處理也不會引起石墨擴散；無論采用哪種焊補方式，只要是采用性球鐵焊條，球鐵石墨也不會發(fā)生變化。最后，對不同焊條下的熱處理焊塊后，又進(jìn)行了三種電流情況下的焊點硬度檢測。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：若是采用球鐵焊條，無論是哪種焊接方式，都會引發(fā)白口組織問題，且硬度不達(dá)標(biāo)。

（2）情況驗證。為了確定采用哪種方法能夠解決上述問題，文章采用了三種焊補技術(shù)，并對其最終焊補結(jié)果進(jìn)行了分析、對比。首先，第一種焊補技術(shù)方案是采用球鐵焊條、電弧焊機、空冷單階段熱處理。第一，用電弧焊機進(jìn)行焊補后，再進(jìn)行單階段熱處理。這時，白口組織仍是維持現(xiàn)狀。然后，對焊點硬度進(jìn)行了檢測，發(fā)現(xiàn)焊點硬度較高。而且焊點處的外部顏色與球鐵鑄件本身的顏色并不相同。當(dāng)焊點硬度過高時，還會出現(xiàn)凸臺、孔偏等問題。其次，第二種焊補技術(shù)方案是采用去過藥皮的球鐵焊條、氬弧焊焊機、空冷雙階段熱處理工藝，進(jìn)行加工面補焊。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：采用這種技術(shù)方案后，焊點硬度滿足了設(shè)計要求，且焊點處的外部顏色與球鐵鑄件的本體顏色也相同。同時，凸臺、孔偏等現(xiàn)象也被消除了。這就能證明這種技術(shù)方案可用于消除加工面白口組織缺陷。再者，第三種技術(shù)方案是采用冷焊焊條、氬弧焊焊機、空冷熱處理工藝。經(jīng)過焊補后，發(fā)現(xiàn)焊點硬度在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，且焊點外觀與鑄件本體顏色一致。尤其是不存在斷刀、孔偏等問題。最后，為了判斷第二種技術(shù)方案、第三種技術(shù)方案的優(yōu)劣。該研究運用這兩種技術(shù)，進(jìn)行大批量的球鐵鑄件加工面焊補工作。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：第二種技術(shù)方案的優(yōu)點是成本低。但修補效率、熱處理效率都比較低。第三種技術(shù)的優(yōu)點是修補效率、單階段熱處理效率都比較高。所以，可將第二種技術(shù)方案應(yīng)用在熱處理工藝的鑄件焊補中。將第三種技術(shù)處理方案應(yīng)用在熱處理后的鑄件焊補中。由此可見，加工面焊補技術(shù)的應(yīng)用應(yīng)當(dāng)結(jié)合實際情況。

綜上所述，球鐵鑄件加工面焊補技術(shù)可有效降低鑄件的不合格率，減少鋼鐵資源的浪費。所以，在實際應(yīng)用加工面焊補技術(shù)時，應(yīng)先深入了解各種焊補技術(shù)概念、優(yōu)缺點及適用范圍。然后根據(jù)有關(guān)技術(shù)規(guī)程，明確加工面的焊補工藝流程。最后，再結(jié)合實際情況，綜合應(yīng)用各種加工面焊補技術(shù)，從而找到解決加工面缺陷的最佳技術(shù)方案， 只有這樣才能充分發(fā)揮出加工面焊補技術(shù)的優(yōu)勢，提高球鐵鑄件的產(chǎn)品質(zhì)量。