[實用新型]一種鑄鐵焊補結構

有效

• 申請號: 201420773650.5
• 申請日: 2014-12-10
• 公開（公告）號: CN204397178U
• 公開（公告）日: 2015-06-17
• 發明（設計）人: 周鳳英;唐躍;何軍;劉志強;廖朝暉;李劼;鄧云;譚昉
• 申請（專利權）人: 湘潭鍋爐有限責任公司
• 主分類號: B23K31/02
• 分類號: B23K31/02
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本實用新型涉及一種鑄鐵焊補結構，尤其適合鑄鐵模具的補焊連接。

背景技術

鑄鐵在制造和使用中容易出現各種缺陷和損壞。鑄鐵補焊是對有缺陷鑄鐵件進行修復的重要手段。鑄鐵的含碳量高，脆性大，焊接性很差，在焊接過程中易產生白口組織和裂紋。白口組織是由于在鑄鐵補焊時，碳、硅等促進石墨化元素大量燒損，且補焊區冷速快，在焊縫區石墨化過程來不及進行而產生的。裂紋通常發生在焊縫和熱影響區，產生的原因是鑄鐵的抗拉強度低，塑性很差，400℃以下基本無塑性，而焊接應力較大，且接頭存在白口組織時，由于白口組織的收縮率更大，裂紋傾向更加嚴重，甚至可使整條焊縫沿熔合線從母材上剝離下來。

封頭是工業鍋爐設備上的重要零件之一，一般有平封頭及橢圓封頭，封頭的制作過程一般采用模具進行壓制成型，模具需具備有較高的強度、硬度、耐磨性、韌性和抗疲勞性能等，且其結構復雜，機加工制造難度較大，鑄造模具成為多數選擇，所以，封頭壓制模具一般采用鑄造工藝生產加工，例如鑄件材料HT200等，其力學性能接近于鋼。但由于碳當量CE大于0.6％，含S、P雜質高。

鑄鐵模具的主要失效形式一般源于下模座及下模具圈，鑄鐵模具在長期使用后，會承受交變載荷的作用，如果本身存在鑄造缺陷，在應力集中處會形成裂紋，嚴重的就會斷裂，最終導致模座的報廢。將帶來不應有的浪費和損失。由于鑄鐵的焊接性差，焊后常有氣孔，易變形，易斷裂，易產生白口化和淬硬組織，焊接裂紋，故鑄鐵模具的修復的效果較差，一般焊接工藝的碳當量CE大于0.6％，焊縫抗拉強度σb≤200MPa。鍋爐行業中，封頭、管板、波形爐膽、煙室管板的壓制模具基本上都是采用的鑄鐵材料HT200，此類模具的模壓力為數百噸，所以要求模具的綜合性能比較高，通常此類模具斷裂后，都是進行報廢處理，因此，找到一種焊補鑄鐵特別是鑄鐵模具的補焊結構成為急需。

發明內容

本實用新型的目的在于，提供一種鑄鐵焊補結構，尤其適合鑄鐵模具的補焊連接。

實施本實用新型所采用的技術方案是，包括被焊補的工件，所述工件開坡口，坡口表面有多個絲孔且擰入螺栓；坡口尖角處是楔形塊，填充板依次疊加在楔形塊上，楔形塊有盲孔，填充板有通孔；楔形塊和填充板的側面開側口。

進一步，所述坡口的角度優選80-100度。

進一步，所述楔形塊、填充板的材質優選Q245R。

進一步，所述楔形塊、填充板、通孔、盲孔、螺栓之間的焊縫優選由J507焊材焊接后形成，所述楔形塊、填充板與坡口之間的焊縫優選由Z308焊材焊接后形成。

本實用新型的有益效果是，因為焊補坡口處增加了螺栓以及楔形塊、填充板，改善了鑄鐵之間連接剛度，螺栓和鑄鐵之間有絲扣連接，使得焊縫整體抗拉強度σb≥400MPa，不易開裂，韌性和抗疲勞性能好，適合焊補鑄鐵，特別適合鍋爐行業中封頭、管板、波形爐膽、煙室管板等模具鑄鐵的焊補連接。

附圖說明

圖1是焊補結構實施例示意圖。

具體實施方式

參見圖1，本實用新型可以采用以下步驟和方法實施：

步驟一，封頭鑄鐵模1斷裂處清洗，加熱至100°，開坡口2，坡口2的角度a為90度，打磨；

步驟二，根據坡口2角度a的大小，表面攻絲孔7，絲孔7的絲長20mm，擰入12-M10螺栓6；步驟三，備6mm厚度的填充板3和楔形塊9，楔形塊9開有盲孔8，填充板3、楔形塊9的材質是Q245R。填充板3的寬度以及兩側的坡度依次序對應待焊補坡口2的高度和角度a，填充板3相疊加的厚度方向鉆3個φ10孔通4，填充板3及楔形塊9的側面與螺栓6對應處開側口5；

步驟四，將鑄鐵模1加熱至150°，保持層間溫度60°，依次放入楔形塊9和填充板3。填充板3的通孔4、楔形塊9及其盲孔8、填充板3、螺栓5之間焊接采用J507焊材，φ3.2，電流100-120A，電壓18-20V，直流反接。楔形塊6、填充板3與鑄鐵模1的焊接采用Z308焊材，φ3.2，電流100-120A，電壓18-20V，直流正接。層間溫度，亦稱道間溫度，指多道焊縫及母材在施焊下一焊道之前的瞬時溫度，一般用最高值表示。

重復步驟四，焊接坡口2的另一面直至鑄鐵模1焊補平整。?

焊縫碳當量CE＝[C+Mn/6]*100％＝0.22+0.65/6＝0.32％，當碳當量＜0.4％時，焊接性能好，焊縫抗拉強度σb≥400MPa。