[發(fā)明專利]快速焊接修復(fù)HT300灰鑄鐵件缺陷的焊接材料及修復(fù)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210006947.4
• 申請(qǐng)日: 2012-01-10
• 公開（公告）號(hào): CN102528311A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 翟秋亞;徐錦鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B23K35/22
• 分類號(hào): B23K35/22;B23K35/34;B23K23/00
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 李娜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鑄件挽救工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種快速焊接修復(fù)大型HT300灰鑄鐵件缺陷的焊接材料，本發(fā)明還涉及利用該種焊接材料對(duì)大型HT300灰鑄鐵件缺陷進(jìn)行快速焊接修復(fù)的方法。

背景技術(shù)

鑄造過程工藝復(fù)雜，鑄件缺陷在所難免，對(duì)缺陷鑄件實(shí)施挽救修復(fù)是企業(yè)增資節(jié)能的重要舉措，有利于環(huán)境保護(hù)和節(jié)約資源。

由于鑄鐵固有的凝固特性，在焊接過程中極易產(chǎn)生焊補(bǔ)區(qū)白口和裂紋。目前，對(duì)灰鑄鐵件進(jìn)行高質(zhì)量修復(fù)的方法是氣焊和電弧熱態(tài)焊。這兩種方法用來焊補(bǔ)中小型鑄件操作簡(jiǎn)單，效果很好；但若對(duì)于大型鑄件則會(huì)因?yàn)榧?預(yù))熱難度大，氣焊無法實(shí)現(xiàn)熔合焊接；電弧焊冷速過大，焊接區(qū)加工性能差。而諸如重型機(jī)床床身、大型齒輪及風(fēng)電器件等HT300鑄鐵件的缺陷幾率較高，而且這種合成鑄鐵的焊接修復(fù)附加值較大。尤其是對(duì)于較大的缺陷，會(huì)因?yàn)楹附舆^程熱的過度輸入而容易造成焊接區(qū)應(yīng)力過大導(dǎo)致鑄件白口、變形或出現(xiàn)開裂，焊接難度更大。鑄件生產(chǎn)企業(yè)對(duì)于重要加工面上的缺陷往往顯得束手無策，只能報(bào)廢。大型報(bào)廢件的肢解和破碎過程需要花費(fèi)大量的能源；鑄件的再生產(chǎn)又一次需要熔煉，這在消耗能源的同時(shí)，排放的廢氣和熔渣也對(duì)環(huán)境造成了二次污染。這還不包括勞動(dòng)力和時(shí)間成本的浪費(fèi)。

因此，研究和開發(fā)針對(duì)大型HT300灰鑄鐵件缺陷的快速焊接修復(fù)方法及焊接材料不僅非常必要，而且具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)效益。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種快速焊接修復(fù)大型HT300灰鑄鐵件缺陷的焊接材料，解決了現(xiàn)有技術(shù)條件下灰鑄鐵件缺陷難以處理的問題。

本發(fā)明的另一目的是提供一種利用上述焊接材料對(duì)大型HT300灰鑄鐵件缺陷進(jìn)行快速焊接修復(fù)的方法。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種快速焊接修復(fù)大型HT300灰鑄鐵件缺陷的焊接材料，由以下組分的粉末按質(zhì)量百分比均勻混合而成：

Fe₂O₃?30％-35％、Al?25％-30％；Na₂CO₃?1.0％-1.6％、Na₂B₄O₇?4.0％-6.0％、CaF₂?4.0％-6.0％、CaO?7.0％-10.0％、SiO₂?0.5％-1.5％；石墨?3.0％-4.0％、生鐵?6.0％-8.0％、75硅鐵3.5％-5.0％、鎳0.5％-1.2％、鉍0.1％-0.5％、60硅鈣1.0％-2.0％、30鈦鐵0.5％-1.8％、75錳鐵1.2-2.0％、50鉻鐵1.0-1.5％、50鉬鐵0.5-1.0％、錫青銅0.5-0.6％、18硼鐵0.1-0.5％、60釩鐵0.1-0.5％，總重量為100％。

本發(fā)明采用的另一技術(shù)方案是，一種利用上述的焊接材料快速焊接修復(fù)大型HT300灰鑄鐵件缺陷的方法，利用上述的組分及含量配制焊接材料，再按照以下步驟具體實(shí)施：

步驟1、對(duì)有缺陷的灰鑄鐵件的缺陷部位實(shí)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，堤壩的上緣需留有點(diǎn)火引信的引入槽；

步驟3、將配制好的焊接材料混合均勻后裝填入坡口和堤壩內(nèi)部，埋入點(diǎn)火引信后夯實(shí)、填滿，最后在上面壓上壓蓋；

步驟4、點(diǎn)燃點(diǎn)火引信，使得焊接材料中的發(fā)熱劑發(fā)生放熱反應(yīng)，將焊接材料中的所有組分全部熔化，熔化后所產(chǎn)生的鐵液密度高于熔渣沉入坡口中，而熔渣上浮與鐵液發(fā)生分層；

步驟5、在焊接區(qū)表面撒上木粉和珍珠巖的混合物，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(qū)金屬；

步驟6、待焊接區(qū)冷卻到低于200±10℃后，去掉壓蓋，打掉造型堤壩，露出焊接區(qū)金屬；

步驟7、應(yīng)用機(jī)加工方法去除焊接區(qū)金屬高出灰鑄鐵件表面部分的熔渣和金屬層，形成光滑焊補(bǔ)區(qū)域即成。

本發(fā)明的有益效果是，能夠?qū)崿F(xiàn)HT300高牌號(hào)大型灰鑄鐵件缺陷的快速焊接修復(fù)，焊接持續(xù)時(shí)間僅用2-5分鐘，省時(shí)省力；能有效地降低白口和裂紋傾向，而且焊縫成分、組織、色澤與鑄鐵件本體一致；焊縫成份和組織為典型的鑄鐵組織；焊縫強(qiáng)度與和硬度與鑄鐵件本體基本一致；焊縫抗裂性增強(qiáng)，具有良好的加工性和抗裂性能。

附圖說明

圖1是采用本發(fā)明方法對(duì)灰鑄鐵件缺陷打磨后的待焊部位形狀圖；

圖2是采用本發(fā)明方法用型砂或水泥對(duì)缺陷上部修筑堤壩造型圖；

圖3是采用本發(fā)明方法的焊接之前的焊粉裝填示意圖；