任建均

摘要： 作者通過(guò)對(duì)鑄鐵焊接性的分析，完成了斷裂臺(tái)虎鉗的氣焊焊補(bǔ)，臺(tái)虎鉗在使用過(guò)程中性能良好。

關(guān)鍵詞： 鑄鐵焊接臺(tái)虎鉗氣焊裂紋

一、引言

鑄鐵在鑄造過(guò)程中經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生氣孔、渣孔、夾砂、縮孔、裂紋、澆鑄不足等缺陷。而在使用過(guò)程中，由于超負(fù)荷，機(jī)械事故，以及自然、人為損壞等原因，造成鑄鐵機(jī)件損壞的也很多。對(duì)這些缺陷件及損壞件，應(yīng)根據(jù)鑄鐵的特點(diǎn)，采取相應(yīng)的補(bǔ)焊工藝進(jìn)行補(bǔ)修。在所有的鑄鐵中，灰鑄鐵應(yīng)用最廣泛（導(dǎo)軌、機(jī)床底座、工作臺(tái)、齒輪、臺(tái)虎鉗等），由于補(bǔ)焊的要求及補(bǔ)焊對(duì)象不同，灰鑄鐵有多種補(bǔ)焊方法，但目前我國(guó)最常用的方法是焊條電弧焊和氣焊。

由于電弧焊焊條比較昂貴，一般用于補(bǔ)焊厚大的鑄件，而氣焊縫的材質(zhì)、性能、顏色等和母材相近，設(shè)備簡(jiǎn)單，取材容易，適合于補(bǔ)焊中、小型薄壁件。氣焊火焰比電弧焊低，加熱和冷卻速度比較緩慢，加熱程度和加熱時(shí)間可以控制，這些都有利于石墨化。因此，氣焊仍是一種鑄鐵補(bǔ)焊的常用方法。

學(xué)校鉗工專業(yè)的學(xué)生在實(shí)習(xí)的過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇到臺(tái)虎鉗斷裂損壞的情況。而通過(guò)采用氣焊補(bǔ)焊的方法進(jìn)行修復(fù)，可以取得很好的效果。這樣既可以給焊接專業(yè)的學(xué)生提供實(shí)習(xí)訓(xùn)練課題，又可以為學(xué)校鉗工專業(yè)的實(shí)習(xí)教學(xué)節(jié)約實(shí)習(xí)經(jīng)費(fèi)。

二、臺(tái)虎鉗補(bǔ)焊的工藝分析

臺(tái)虎鉗的材質(zhì)為鑄鐵，而鑄鐵焊接的難點(diǎn)在于焊接過(guò)程中易形成硬度很高的白口組織和產(chǎn)生剝離性裂紋，受力情況差。鑄鐵焊接時(shí)產(chǎn)生的裂紋一般為熱裂紋即剝離性裂紋，而鑄鐵焊接所說(shuō)的冷裂紋通常是指溫度冷卻到400℃以下而產(chǎn)生的應(yīng)力裂紋，這種裂紋在冷裂時(shí)通常伴隨有響聲。而白口組織是硬度很高且無(wú)塑性的滲碳體，裂紋的形成與這種白口組織有著必然的聯(lián)系，它一般產(chǎn)生于焊接熔合區(qū)。在焊接收縮應(yīng)力、熱應(yīng)力、拘束應(yīng)力和局部熱焊時(shí)產(chǎn)生的溫度應(yīng)力作用下易產(chǎn)生裂紋。此外，裂紋的出現(xiàn)還與選材不當(dāng)或母材所含S、P、Ni等雜質(zhì)過(guò)多有關(guān)。因此，防止白口組織與裂紋這兩個(gè)問(wèn)題是相輔相成的。在這里還要說(shuō)明一下，鑄鐵中的裂紋環(huán)境與低碳鋼及低合金鋼中所指的淬硬性對(duì)裂紋的影響與鑄鐵不同，前者是母材有一定的塑性而淬硬組織馬氏體無(wú)塑性，從而使母材與焊縫之間存在著塑性差，在自身收縮應(yīng)力使用下，易在變形最大的區(qū)域開裂。而鑄鐵焊縫及母材均無(wú)塑性，母材與焊縫是剛性面，所以產(chǎn)生剝離。

三、臺(tái)虎鉗焊補(bǔ)的工藝措施

1.檢查缺陷

臺(tái)虎鉗在使用的過(guò)程中除直接斷裂宏觀檢查外，還可以用下述方法進(jìn)行檢查裂紋：（1）直接用放大鏡觀察，也可以在焊接或用火焰開坡口時(shí)觀察，裂紋為細(xì)白線，端點(diǎn)就是裂紋終點(diǎn)。（2）在裂紋不明顯處用火焰加熱至200°C～300°C，待冷卻后裂紋即可顯示出來(lái)。（3）滲煤油后擦去表面油漬并撒上薄薄一層滑石粉，用小錘輕敲振動(dòng)，就可顯示出裂紋。

2.裂紋終點(diǎn)鉆止裂孔

3.準(zhǔn)備坡口

可以剔、鏟、角向磨光機(jī)開坡口或用氣焊火焰開槽，缺陷內(nèi)的夾砂必須徹底清除。

4.選擇焊炬、焊絲、焊劑

焊炬功率宜大些，否則不易消除氣孔、夾渣。為防止焊接時(shí)焊炬過(guò)熱回火，焊炬頭部可纏石棉繩，操作時(shí)不斷沾水冷卻，

四、臺(tái)虎鉗焊補(bǔ)的操作方法

1.焊前準(zhǔn)備

（1）將斷裂處用角向磨光機(jī)開V形坡口，預(yù)留鈍邊2—3mm。坡口兩側(cè)50mm處用氧乙炔焰烘烤，剝離油漆、油污及氧化物，再用鋼絲刷清理焊縫周圍，露出金屬光澤。

（2）焊炬H01-12，5號(hào)焊嘴，Φ8焊絲，氣劑201，準(zhǔn)備一塊鑄鐵平板放在避風(fēng)處并放上焊件，將斷裂處合縫，不留間隙。最好底部墊上石棉板或其他保溫材料。

2.焊接

（1）定位焊：用碳化焰緩慢加熱水平斷裂部位，對(duì)稱兩點(diǎn)定位，焊縫長(zhǎng)10mm，定位點(diǎn)必須焊透。

（2）焊前焊件整體預(yù)熱到400℃。

（3）翻轉(zhuǎn)焊件90度墊平，置焊縫為水平位置將坡口兩側(cè)加熱到暗櫻紅色（650℃～730℃）提高焊補(bǔ)區(qū)溫度。趁熱將火焰對(duì)準(zhǔn)焊縫加熱到亮黃色（1115℃—1250℃）形成熔池后將焊絲粘焊粉不斷將填充金屬熔入焊縫，焊縫成形須圓滑過(guò)度，然后再將焊件翻轉(zhuǎn)180度，焊完第二條焊縫，再翻轉(zhuǎn)90度，焊完最后一條焊縫。（見焊補(bǔ)示意圖）：

焊補(bǔ)示意圖

（4）臺(tái)虎鉗兩側(cè)面滑動(dòng)部分焊縫必須平整，反面應(yīng)圓滑過(guò)度，焊縫余高2—3mm，每條焊縫必須焊透，無(wú)任何焊接缺陷，始焊點(diǎn)與終焊點(diǎn)交叉點(diǎn)應(yīng)重疊20mm。

（5）焊接時(shí)采用碳化焰緩慢加熱，焊炬作圓環(huán)形來(lái)回?cái)[動(dòng)，使熔合線過(guò)度良好，并防止熔池下塌，焊絲在熔池中心熔化，并挑除白亮點(diǎn)氧化物，使熔池中焊絲與母材充分熔透，結(jié)合良好，焊縫必須連續(xù)焊完，不能中斷焊接。

（6）焊完立即將焊件放入烘箱內(nèi)保溫緩冷至室溫。

3.注意事項(xiàng)

（1）焊接過(guò)程中，填充金屬都必須選用與臺(tái)虎鉗材質(zhì)相同的焊絲，焊劑201施焊。

（2）如焊絲含碳，含硅量偏低不能使用，如果是白口鑄鐵焊絲是絕對(duì)不能作為填充金屬的。