[發明專利]快速焊接修復大型灰鑄鐵件缺陷的焊接材料及修復方法

無效

• 申請號: 201010204150.6
• 申請日: 2010-06-21
• 公開（公告）號: CN101850478A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發明（設計）人: 翟秋亞;徐錦鋒;任永明
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: B23K35/22
• 分類號: B23K35/22;B23K35/34;B23K23/00
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 羅笛

技術領域

本發明屬于鑄件挽救工程技術領域，涉及一種快速焊接修復大型灰鑄鐵件缺陷的焊接材料，本發明還涉及一種大型灰鑄鐵件缺陷快速焊接修復的方法。

背景技術

鑄造過程工藝復雜，鑄件缺陷在所難免，對缺陷鑄件實施挽救修復是企業增資節能的重要舉措，有利于環境保護和節約資源。

由于鑄鐵固有的凝固特性，在焊接過程中極易產生焊補區白口和裂紋。目前，對灰鑄鐵件進行高質量修復的方法是氣焊和電弧熱態焊。這兩種方法用來焊補中小型鑄件操作簡單，效果很好；但若對于大型鑄件則會因為加（預）熱難度大，氣焊無法實現熔合焊接；電弧焊冷速過大，焊接區加工性能差。而諸如機床床身、大型齒輪及風電器件等鑄鐵件的缺陷幾率較高，而且焊接修復的附加值較大。尤其是對于較大的缺陷，會因為焊接過程熱的過度輸入而容易造成焊接區應力過大導致鑄件變形或出現開裂，焊接難度更大。鑄件生產企業對于重要加工面上的缺陷往往顯得束手無策，只能報廢。大型報廢件的肢解和破碎過程需要花費大量的能源；鑄件的再生產又一次需要熔煉，這在消耗能源的同時，排放的廢氣和熔渣也對環境造成了二次污染。這還不包括勞動力和時間成本的浪費。

因此，研究和開發大型灰鑄鐵件缺陷的快速焊接修復方法及材料不僅非常必要，而且具有較高的經濟價值和社會效益。

發明內容

本發明的目的是提供一種快速焊接修復大型灰鑄鐵件缺陷的焊接材料，解決了現有技術下灰鑄鐵件缺陷難以處理的難題，在室溫下施焊，能有效地降低白口和裂紋傾向，而且焊縫成分、組織和色澤與鑄件基本一致。

本發明的另一目的是提供一種大型灰鑄鐵件缺陷快速焊接修復的方法。

本發明采用的技術方案是，一種快速焊接修復大型灰鑄鐵件缺陷的焊接材料，用于大型HT150灰鑄鐵件時，由以下組分的粉末按重量百分比均勻混合而成：Fe₂O₃33%-38%、Al27%-30%；Na₂CO₃1.4%-1.6%、Na₂B₄O₇4%-6%、CaF₂4%-6%、CaO7%-10%；以及G4%-5%、生鐵7%-10%、SiO₂5%-8%，總重量為100%；

用于大型HT200灰鑄鐵件時，由以下組分的粉末按重量百分比均勻混合而成：Fe₂O₃33%-38%、Al27%-30%；Na₂CO₃1.4%-1.6%、Na₂B₄O₇4%-6%、CaF₂4%-6%、CaO7%-10%；以及G4%-5%、生鐵7%-10%、75Si-Fe4%-6.5%、Ni0.5%-3.2%、Bi0.1%-0.5%，總重量為100%；

用于大型HT250灰鑄鐵件時，由以下組分的粉末按重量百分比均勻混合而成：Fe₂O₃33%-38%、Al27%-30%；Na₂CO₃1.4%-1.6%、Na₂B₄O₇4%-6%、CaF₂4%-6%、CaO7%-10%；以及G3%-4%、生鐵6%-10%、75Si-Fe4%-6%、Ni0.5%-3.2%、Bi0.1%-0.5%、Ti0.5%-1.8%、60Si-Ca1.8%-2.4%、Al₂O₃0.5%-3.2%，總重量為100%。

本發明采用的另一技術方案是，一種大型灰鑄鐵件缺陷快速焊接修復的方法，該方法按照以下步驟具體實施：

步驟1、對缺陷鑄件的缺陷部位實施打磨，加工出坡口；

步驟2、沿坡口上緣周邊造型：使用型砂或水泥沿缺陷坡口上部周邊修筑堤壩，堤壩的上緣留有點火引信的引入槽；

步驟3、裝填焊接材料：針對具體牌號的鑄件，將相應的焊接材料裝填入坡口和堤壩構成的空間內，埋入點火引信后夯實、填滿，最后在上面壓上壓蓋；

步驟4、點燃點火引信，使得焊接材料中的發熱劑發生放熱反應，將焊接材料中的所有組分全部熔化變為熔敷金屬，熔敷金屬中的鐵液密度高于熔渣沉入坡口中，而熔渣上浮與鐵液發生分層；

步驟5、使熔敷金屬緩冷凝固，得到包括熔渣和多余金屬層的焊接區金屬；