摘要：針對鑄鐵的高含碳量，利用二氧化碳氣體在高溫下具有一定氧化性和含氫量低的特點，在施焊時將鑄鐵熔池中的碳部分燒損，使焊縫中間得到低碳鋼組織。這種突破鑄鐵傳統(tǒng)焊接工藝的新方法，是將焊接材料和施焊方法二者的優(yōu)點合二為一，能有效地避免鑄鐵焊接產(chǎn)生白口、裂紋，同時降低焊接成本，提高焊接效率。

關(guān)鍵詞：CO2保護焊 鑄鐵補焊 白口 裂紋

中圖分類號：TG444.72 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）01（b）-0000-00

1. 前言

鑄鐵在工業(yè)中的應(yīng)用十分廣泛，各種床身和零部件大多數(shù)是用鑄鐵制成的，由于鑄造工藝的特點，鑄鐵往往存在著夾沙、裂紋等不同程度的缺陷，另一方面，在生產(chǎn)中由于各種原因引起鑄鐵件某些關(guān)鍵部位斷裂導致工件不能正常工作，對損壞的鑄鐵進行補焊是常用方法之一。

鑄鐵件的修復(fù)有多種途徑和方法，已被廣泛應(yīng)用的有美國等提出的鎳基焊條施焊技術(shù)，前蘇聯(lián)提出的用純鎳焊絲的氬弧焊技術(shù)，日本專利（昭39-18230）公開的機械零部件裂紋的防止方法，該方法是在發(fā)生裂紋的地方開坡口，對母材進行預(yù)熱150度-200度，將純鎳焊條埋入坡口并進行電弧焊，焊接后在540度-560度中保溫4小時，并在爐中冷卻進行機械加工。

上述這些方法一般能解決鑄鐵件的修復(fù)問題，但鎳基焊條及焊絲價格昂貴，對焊工要求高，若焊得不合適，則仍存在加工性不好的問題，且工藝復(fù)雜，生產(chǎn)率難以提高。

采用C02氣體保護焊對鑄鐵件加工面缺陷進行修復(fù)的方法，在焊前不預(yù)熱，焊后不進行熱處理的前提下，焊后可直接上機械加工線進行切削加工，包括在焊區(qū)鉆小孔和攻絲，并確保其加工精度，還可較方便地使焊區(qū)顏色與母材一致。

2. CO2氣體保護焊工藝特點

CO2氣體保護焊是利用CO2氣體為保護氣體的一種熔化極氣體保護焊的焊接方法，簡稱CO2焊。由于CO2氣體比空氣重，因此從噴嘴中噴出的氣體可以在電弧區(qū)形成有效的保護層，防止空氣進入熔池，特別是空氣中氮的有害影響。CO2焊接電流密度較大，電弧熱量利用率較高，焊絲又是連續(xù)送進，以及焊后不需要清渣，因此提高了生產(chǎn)率。由于電弧加熱集中，工件受熱面積小，同時CO2氣體有較強的冷卻作用，焊接時熱輸出量小，焊縫的熱影響區(qū)窄，焊件焊后的應(yīng)力和變形都比較小，有效地控制了裂紋的產(chǎn)生。焊縫含氫量少，抗裂性能好，焊接接頭的力學性能好，故焊接質(zhì)量高。

采用CO2作為保護氣體，由于CO2氣體是氧化性氣體，在電弧高溫作用下約有40%～60%左右的CO2氣體會發(fā)生分解‘CO2= CO+O’，分解出來的原子態(tài)氧具有強烈的氧化性，使碳和其他合金元素大量氧化，利用CO2氣體保護焊這一優(yōu)點，將高碳鋼的鑄鐵熔池中碳元素部分燒損，焊接過程中鑄鐵基體金屬在焊縫中溶入量比較少，使焊縫能得到低碳焊鋼組織，在靠近母材處得到中碳焊鋼或高碳焊鋼組織，因而能有效地避免鑄鐵產(chǎn)生白口、裂紋等。

3. CO2氣體保護焊進行鑄鐵補焊的補焊工藝

3.1 清除裂紋，準備焊道

先將鑄鐵損壞的部分，如裂紋等徹底清除，清除的方法為：在裂紋終端鉆止裂孔，補焊部位用扁鏟、砂輪等開坡口（破口的坡度應(yīng)根據(jù)焊件裂紋損壞程度和便于施焊而定），將坡口加工成V型，坡口表面盡可能平整；加工的坡口形狀要保證便于焊補及減少焊件的熔化量。為防止?jié)撛诹鸭y存在，在明顯裂紋周邊等處，用火焰加熱至200攝氏度～300攝氏度，加熱至不再冒煙為止，自然冷卻后觀察是否有細小裂紋存在。

3.2 鉆止裂口，清除油污

在裂紋終端處的裂紋鉆止裂孔，防止裂紋擴散。將坡口附近的油污清除干凈，以免引起氣孔。

3.3 采用短焊道及短路過渡焊接法

一般每次焊10-40mm，待其充分冷卻后再焊。焊接時，坡口深而寬的在基體先焊過渡層，以后逐層施焊。用小電流，低電壓短路過渡形式，母材熔深淺，以減少內(nèi)應(yīng)力和熱影響區(qū)的寬度。

3.5 焊縫處理

每焊一短焊道后，用圓頭錘沿焊逢向外錘擊。

4.細絲CO2氣體保護焊補焊鑄鐵實施案例

大型模具去沙孔補焊

工件缺陷：某125摩托車油箱凸模多處存在沙孔，整個凸?；w存在強度缺陷，其材料為球墨鑄鐵，牌號為QT45-10。

補救方法：先將鑄鐵沙孔中的沙粒清除，蜂窩狀的部分用扁鏟清除掉，銹蝕和沙粒用角磨機清理干凈，在補焊部位用扁鏟或砂輪角磨機開坡口，坡口的角度為60°+5。（破口的坡度應(yīng)根據(jù)焊件損壞程度和便于施焊而定），將坡口加工成V型，坡口表面盡可能平整，便于焊槍深入到根部。將坡口附近的油污清除干凈，以免引起氣孔。選擇直徑為1.0毫米、材料為Ho8Mn2Si焊絲含硫、磷低，用CO2氣體保護焊焊接，焊接時以后逐層施焊。焊接工藝參數(shù)如下：電弧焊壓18V～20V，焊接電流90A，CO2氣體壓力0.2Mpa～0.3Mpa。流量8L/min～10L/min，焊絲伸出長度8mm～10mm。

5.結(jié)束語

由于鑄鐵焊接性能差是焊接領(lǐng)域一大難點，根據(jù)以上事例來看焊后工件融合區(qū)的最高硬度為290HBS左右，能有效控制白口裂紋，可以進行機械加工。用CO2氣體保護焊對鑄鐵進行補焊，若補焊工藝恰當，能有效地避免鑄鐵產(chǎn)生白口、裂紋等缺陷。

參考文獻

[1]焊工手冊.湖北科學技術(shù)出版社，第1版 （2006年4月1日）