[發明專利]一種材質為球墨鑄鐵的銅模底板修補焊接的方法

在審

• 申請號: 202010613522.4
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111843101A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 史彥彬;吳志平;王紅玲;朱旭東;楊學文;柳鵬偉;王文;查文軍
• 申請（專利權）人: 金川集團股份有限公司
• 主分類號: B23K9/02
• 分類號: B23K9/02;B23K9/32;B23K9/00
• 代理公司: 中國有色金屬工業專利中心 11028
• 代理人: 范威

本發明的一種材質為球墨鑄鐵的銅模底板修補焊接的方法，包括以下步驟：將銅模底板待修復部位清理并打磨至露出金屬光澤；將銅模底板待修復部位開出斜邊U形坡口并磨削、打磨；將斜邊U形坡口內熔敷金屬，使用碳鋼螺栓將斜邊U形坡口與銅模底板母材固定在一起；在距離銅模底板待修復部位50mm?100mm處開設止裂孔，將斜邊U形坡口的滲碳層切割、磨削處理；將銅模底板待修復部位局部預熱；使用烘焙過的J506型焊條對銅模底板待修復部位的打底層進行焊接；采用保溫緩冷的方式使銅模底板裂紋焊接區域緩慢冷卻后自然冷卻。本發明能夠提高銅模底板焊縫處的強度和融合性、有效解決銅模底板在焊后出現焊縫裂紋和成片剝離的問題。

技術領域

本發明屬于焊接成型與控制領域，具體涉及一種材質為球墨鑄鐵的銅模底板修補焊接的方法。

技術背景

火法冶煉系統生產過程中所使用的銅模底板主要用于生產銅陽極板時銅模的澆鑄。澆鑄時將高溫液態雜銅在1100-1270℃時澆在銅模底板表面，澆鑄完成后冷卻，在紅熱狀態下用吊車起模，完成銅陽極板的鑄造作業。而銅模導熱性能差，澆鑄時表面溫度瞬時升高，銅模表面與內部溫度不均，產生溫差應力，在溫差應力和拉應力作用下使得銅模底板出現雙耳表面開裂、底板中心成塊脫落及四周邊角開裂的現象。裂紋深度一般在40-50毫米，寬度一般在2-5毫米，導致所鑄模型表面不平整、尺寸達不到標準要求，嚴重影響了銅陽極板的產品質量。而銅模每澆鑄20-30件銅陽極板后便會出現以上現象，整批更換勢必會造成材料的浪費，增大生產單位材料成本，因此對有缺陷的銅模底板進行修補處理是非常有必要的。

發明內容

現有技術中，銅模底板經修復后，部分銅模底板焊縫會出現裂紋、填充物從結合區脫落等問題，從而嚴重影響銅模底板修復后的使用壽命。本發明對球墨鑄鐵表面開裂、脫落的原因進行分析后，通過對焊接裂紋的控制、焊接前的準備、焊接方法與工藝的選用、焊后的處理等幾個方面的控制，提出了本發明方法，本發明能夠提高銅模底板焊縫處的強度和融合性、有效解決銅模底板在焊后出現焊縫裂紋和成片剝離的問題。

本發明采用以下技術方案：

一種材質為球墨鑄鐵的銅模底板修補焊接的方法，其特征在于，所述方法包括依次進行的以下步驟：

(1)將銅模底板待修復部位清理并打磨至露出金屬光澤；

(2)將清理并打磨后的銅模底板待修復部位開出斜邊U形坡口，將斜邊U形坡口底部磨削、打磨；

(3)將斜邊U形坡口內熔敷金屬，使用碳鋼螺栓將斜邊U形坡口與銅模底板母材固定在一起；

(4)在銅模底板待修復部位的兩端距離銅模底板待修復部位50mm-100mm處開設止裂孔，將斜邊U形坡口的滲碳層切割、磨削處理；

(5)將銅模底板待修復部位局部預熱至100℃-150℃；

(6)使用烘焙過的J506型焊條對銅模底板待修復部位的打底層進行焊接，銅模底板待修復部位的打底層焊接的電流為95A-105A；再使用烘焙過的J506型焊條對銅模底板待修復部位的填充層進行焊接，銅模底板待修復部位的填充層焊接的電流為150A-160A；最后使用烘焙過的J506型焊條對銅模底板待修復部位的蓋面層進行焊接，銅模底板待修復部位的蓋面層焊接的電流為160A-180A；

(7)采用保溫緩冷的方式使銅模底板裂紋焊接區域緩慢冷卻至40℃-60℃，再將銅模底板裂紋焊接區域自然冷卻。

根據上述的材質為球墨鑄鐵的銅模底板修補焊接的方法，其特征在于，步驟(6)中J506型焊條烘焙的工藝條件為：350℃-500℃烘焙1h-2h；銅模底板待修復部位的打底層焊接采用3.2mm的J506型焊條，銅模底板待修復部位的填充層焊接、銅模底板待修復部位的蓋面層焊接均采用4.0mm的J506型焊條；焊接采用直流電焊機、反接進行，焊接方法為異質焊縫電弧冷焊法與栽絲法結合。