專利名稱：一種大型內(nèi)空鑄鋼件挖補(bǔ)堆焊再制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種大型鑄鋼件挖補(bǔ)堆焊再制造方法，具體地說，涉及一種大型鑄鋼件局部更換法堆焊再制造技術(shù)。
背景技術(shù)：
大型鑄鋼零件是機(jī)器中的關(guān)鍵零件，用于大型汽輪機(jī)的葉輪、船用大型曲軸、大型軋鋼機(jī)的冷、熱軋輥、各種高壓容器等特大型形狀復(fù)雜及內(nèi)空零件制造成型。其技術(shù)條件嚴(yán)格，性能要求高。大型鑄鋼件的生產(chǎn)工藝復(fù)雜，生產(chǎn)條件惡劣，生產(chǎn)難度高。涉及型砂、造型、熔爐(合金成分、純潔度)、澆注以及清砂方式等多種因素，鑄件質(zhì)量控制難度大，鑄造過程中容易出現(xiàn)縮孔、夾渣、冷隔、氣泡、裂紋、燒不足等缺陷，隨著鑄鋼件重量的增大，鑄鋼中的固有缺陷愈益嚴(yán)重。大型鑄鋼件缺陷的產(chǎn)生往往帶有批量性，從國家的能源消耗及企業(yè)本身的經(jīng)濟(jì)損失都是非常巨大的，一方面提高制造質(zhì)量，減少廢品的出現(xiàn)，另一方面，如果能針對大型鑄鋼件廢品開展系統(tǒng)再制造研究，并在企業(yè)成功實(shí)施，將對企業(yè)節(jié)能降耗，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低成本起到重要作用，并將產(chǎn)生重要的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益?，F(xiàn)有修復(fù)技術(shù)的使用范圍及存在的問題1.鑄鋼件的修復(fù)停留在小缺陷的修補(bǔ)。大部分鑄件大都采用焊補(bǔ)進(jìn)行冶金修復(fù)，如鑄鋼的氣孔、砂眼、縮松的焊補(bǔ)工藝及效果。如大型泵體、閥體、彎頭等鑄鋼件。大型鑄件常用的修復(fù)技術(shù)主要有:堆焊、TIG焊、MIG焊等。雖然以上這些修復(fù)技術(shù)都有各自的優(yōu)點(diǎn)，但是也存在很多不足，熔焊修復(fù)的缺點(diǎn)為熱輸入大，易產(chǎn)生變形，修復(fù)后性能損失較大，不適用于精密零件的修復(fù)。焊補(bǔ)就是應(yīng)用焊接工藝技術(shù)，修補(bǔ)有缺陷的鑄件和鍛件以及局部損壞的機(jī)械零件，以及在磨損的軸頸和軋輥等機(jī)械零件的表面上堆焊一層金屬以延長其使用壽命，尤其適應(yīng)于在大型零件的修復(fù)中應(yīng)用，具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。2.修復(fù)層性能不能滿足大型鑄鋼件高強(qiáng)度要求大型鑄鋼件為重要受力構(gòu)件，因此，大型鑄鋼件的技術(shù)條件上常常規(guī)定，關(guān)鍵部位不允許焊補(bǔ)，原因是焊接性能不能滿足使用要求。覆蓋層本身的強(qiáng)度與其結(jié)合強(qiáng)度有著密切的關(guān)系，當(dāng)焊層冷卻收縮產(chǎn)生的應(yīng)力超過本身的抗拉強(qiáng)度.就會(huì)出現(xiàn)拉裂等現(xiàn)象，堆焊層承受接觸應(yīng)力的能力不高所以只能修復(fù)接觸應(yīng)力不大的零件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述技術(shù)缺陷，為提供一種大型內(nèi)空鑄鋼件堆焊再制造方法，采用局部挖補(bǔ)替更法進(jìn)行再制造堆焊修復(fù)，并從焊接工藝結(jié)構(gòu)和焊接參數(shù)入手，解決實(shí)際生產(chǎn)中焊縫質(zhì)量差、強(qiáng)度低及變形量大的問題，確保大型鑄鋼件在服役過程中能長期、精確、穩(wěn)定地工作；在保證修復(fù)產(chǎn)品與正常產(chǎn)品質(zhì)量相當(dāng)?shù)那疤嵯?，降低生產(chǎn)成本，獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。其技術(shù)方案為:
一種大型鑄鋼件堆焊再制造方法，包括以下步驟:I)坡口準(zhǔn)備對每道裂縫處均先用無損檢測的方法準(zhǔn)確測出缺陷的范圍，按檢測結(jié)果在裂紋尖端鉆Φ8_左右止裂孔；采用碳刨、切割、磨削方法清除缺陷；根據(jù)缺陷位置和形狀，開出坡口，可反面焊的，不可反面焊的，對中心筋板裂縫的補(bǔ)焊，應(yīng)先使用氣割方法割除50Χ 100mm，并開出半X坡口，坡口轉(zhuǎn)角處要求圓角過渡，不得有棱角現(xiàn)象存在，在中間加一塊嵌補(bǔ)塊，嵌補(bǔ)塊開出半X型坡口，然后在板縫邊緣加引弧板，焊前應(yīng)預(yù)熱到100 150°C，焊接應(yīng)采用直通焊法，焊接完成后應(yīng)立即錘擊焊縫表面；為使坡口符合施焊要求，并行修整打磨；對施焊區(qū)域進(jìn)行磁粉檢測，以排除裂紋；施焊部位及周圍25mm范圍必須打磨干凈；端部切到止裂孔處，切割處應(yīng)打磨圓滑，不得有棱角存在，選用低氫船用焊條，小電流焊接，擺動(dòng)幅度不得超過焊條直徑的3倍，切割后用無損檢測的方法檢測裂透缺陷是否完全消除，如還有缺陷，必須把缺陷完全清除；2)焊接實(shí)施首先用φ 4mm的J507焊條進(jìn)行封底焊縫的焊接，其焊接次序從里向外焊，每段焊滿后，再焊下一段一直焊到第五段為止，最后留第六段不焊；從外面用金屬極電弧對封底焊縫進(jìn)行清根，用天然氣火焰對焊補(bǔ)區(qū)及其四周進(jìn)行預(yù)熱，待焊補(bǔ)區(qū)溫度上升到150°C，其周圍100 200mm范圍內(nèi)達(dá)100°C以上時(shí)，就可以進(jìn)行坡口焊縫的焊補(bǔ)，同時(shí)，預(yù)熱火焰適當(dāng)減少，以保持工件溫度；焊補(bǔ)采用逆向分段焊接法，每一段焊滿后再焊下一段，各層接頭錯(cuò)開；焊補(bǔ)過程中，每焊完一層，就用風(fēng)槍錘擊焊縫，并清除熔渣，直到把坡口全部焊完;焊后檢驗(yàn)焊完后，工件按圖紙尺寸進(jìn)行機(jī)械加工，經(jīng)超聲波探傷，未發(fā)現(xiàn)裂紋，起弧不能在焊道尾部,必須返回50mm才能起弧,使弧坑和接頭相互錯(cuò)開，外部的坡口焊縫補(bǔ)完后，整體進(jìn)爐進(jìn)行消除殘余應(yīng)力的熱處理，380°C保溫2h時(shí)，隨爐冷到200°C出爐；出爐后待工件冷到100°C以下，再進(jìn)行里面焊縫第六段的清根及焊補(bǔ)；3)焊后處理焊接工作完成后，應(yīng)進(jìn)行局部消除應(yīng)力熱處理，在焊縫裂紋補(bǔ)焊位置附上820X 300mm加熱片，規(guī)格為1KW，兩至三片，視焊接區(qū)域大小而定，然后再包上三層硅酸鋁保溫毯，整個(gè)加熱，控溫，對焊補(bǔ)后仍然有缺陷處，用氣刨清除后重新焊接，焊接要求同前按步驟2)的要求；4)質(zhì)量檢驗(yàn)補(bǔ)焊后應(yīng)清除熔渣、焊瘤和飛濺物，補(bǔ)焊金屬表面應(yīng)平整，并平滑過渡到母材，補(bǔ)焊焊縫咬邊深度< 0.5mm，累計(jì)長度<該補(bǔ)焊區(qū)周長的15%，且連續(xù)長度< 100mm，施焊區(qū)域冷至室溫后，進(jìn)行砂輪打磨以滿足無損探傷要求，對焊補(bǔ)處進(jìn)行超聲波探傷。步驟I)中焊條必須經(jīng)300 350°C，Ih烘烤，焊條直徑選用Φ 4mm。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為:1.研究焊接物理化學(xué)變化、保證焊縫和母件成分的一致性局部更換法堆焊修復(fù)的接頭是由母件、子件、焊縫、熔合區(qū)和熱影響區(qū)組成的。這幾部分的組織和性能都對焊接接頭的質(zhì)量具有重要的影響。堆焊時(shí)，在高溫作用下，金屬、熔渣、氣體之間發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)和物理變化，存在著一定的特殊性并帶來一些不利影響。加之焊材以滴狀進(jìn)入熔池，使金屬與氣體、熔渣的接觸面積大大增加，既加速了冶金反應(yīng)，同時(shí)也增加了有害氣體侵入液體金屬的機(jī)會(huì)，或造成氣孔、夾渣之類的缺陷；金屬的化學(xué)成分則宜接影響其余相組織和力學(xué)性能；成分偏析和結(jié)晶形態(tài)還影響熱裂紋敏感性。只要正確選擇母材和焊接工藝條件，配合一些工藝措施，如預(yù)熱、緩冷、加冷卻勢板、控制層間溫度等，就可以改善焊接性。2.制定正確的工藝路線、工藝規(guī)程對于每一個(gè)修復(fù)的鑄鋼件件，都必須先進(jìn)行工藝分析，然后根據(jù)試驗(yàn)檢測確認(rèn)初定工藝規(guī)程的可行性。經(jīng)過工藝分析和工藝試驗(yàn)，可以編制詳細(xì)的施工工藝規(guī)程。施工工藝規(guī)程包括下料、組對、焊接的工藝守則、主要零部件的工序圖表、焊接順序、預(yù)熱及后熱處理規(guī)程和檢驗(yàn)規(guī)程等。此外，還應(yīng)按工藝規(guī)定搞好工裝的設(shè)計(jì)制造和配套工作，特別是焊工的技術(shù)培訓(xùn)、設(shè)備的檢修、計(jì)量儀表的檢定等，使技術(shù)準(zhǔn)備工作落到實(shí)處。焊接結(jié)構(gòu)件的制造過程包括:工藝分析、焊接試驗(yàn)、焊接工藝評定、工藝規(guī)程編制、設(shè)備工裝配套等技術(shù)準(zhǔn)備過程；材料復(fù)驗(yàn)、確認(rèn)、號料、材料標(biāo)記移值、下料及檢驗(yàn)；焊接坡口加工制備組對、點(diǎn)固與檢驗(yàn)；焊前準(zhǔn)備，包括焊材烘干、被焊部位清理等；按規(guī)定的焊接順序進(jìn)行焊接，包括按規(guī)定進(jìn)行的焊前預(yù)熱；焊接檢驗(yàn)，包括外觀檢驗(yàn)和規(guī)定的無損探傷檢驗(yàn)等；不合格焊縫的返修、變形超過規(guī)定時(shí)的整形；工藝規(guī)定的焊后處理，包括消氫處理、消除應(yīng)力退火，振動(dòng)時(shí)效處理、焊趾修磨、噴丸強(qiáng)化等；外觀清理、防腐等。3.修復(fù)過程中的質(zhì)量保證焊接是一個(gè)不均勻的局部加熱及迅速冷卻過程。在焊縫上最高溫度達(dá)到材料的蒸發(fā)點(diǎn)，而離開時(shí)焊縫溫度則急劇下降直至室溫。焊接區(qū)受熱發(fā)生膨脹，而周圍的母材金屬會(huì)限制其膨脹，并使被焊區(qū)金屬及熱影響區(qū)承受壓力，從而產(chǎn)生壓縮的塑性變形。當(dāng)焊后冷卻至室溫時(shí)，焊縫金屬就會(huì)縮短，但因受周圍母材金屬的限制又不能自由縮短，致使其內(nèi)部出現(xiàn)一定的殘余應(yīng)力，并產(chǎn)生一定的拉伸塑性變形，這個(gè)拉應(yīng)力就會(huì)使塑性較差的材料在接頭處產(chǎn)生裂紋。焊接冷卻后，被焊區(qū)域金屬的縮短主要表現(xiàn)在沿焊縫長度方向的縱向收縮和垂直于焊縫的橫向收縮。這兩個(gè)方向的收縮，造成了焊接構(gòu)件的多種變形，包括尺寸縮短、角變形、彎曲變形、扭曲變形及波浪變形等。其變形方式、變形程度及變形方向，與結(jié)構(gòu)件的焊縫形式及布置方式、焊縫長短、焊接方法、坡口形式、焊接順序、裝卡方式、焊接工藝參數(shù)(電流、電壓、焊接速度等)都有密切的關(guān)系。要控制與減小焊接變形，必須搞清楚變形的種類及變形方向，并對變形的程度進(jìn)行估算，制定出控制與防止焊接變形的措施和方法。4.經(jīng)濟(jì)合理性①根據(jù)理有條件考慮工藝的可行性，即修理工段現(xiàn)有設(shè)備和工藝水平，合理選擇修復(fù)工藝。②應(yīng)考慮工作效率。③不能僅看工藝過程消耗，還應(yīng)考慮零件修復(fù)后的使用壽命，與新件比較，其修復(fù)成率應(yīng)低于制造成本:④考慮因缺少損壞的配件所造成的停產(chǎn)帶來的經(jīng)濟(jì)損失，這時(shí)即使采用的修復(fù)工藝其經(jīng)濟(jì)性再好，但總體的經(jīng)濟(jì)性會(huì)受到極大損失。


圖1為坡口形狀及尺寸示意圖；圖1a)為零件上挖補(bǔ)示意圖；圖1b)為坡口示意圖；圖1c)為坡口形狀及尺寸示意圖；圖2為裝配示意圖，圖2a)為可翻面焊接；圖2b)為不能翻面焊接；圖3為封底次序圖；圖4為填充焊接次序圖；圖5為半X坡口結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)地說明。大型內(nèi)空鑄鋼件挖補(bǔ)堆焊系厚板焊接，必須保證熔透，無焊接缺陷，強(qiáng)度高，變形小。I)焊接坡口的選擇坡口型式要能夠保證焊接質(zhì)量、填充金屬盡量少、減小焊接應(yīng)力和變形及操作簡便易行。根據(jù)焊補(bǔ)區(qū)域的位置是否可以可翻面再焊和不能翻面再焊，確定坡口結(jié)構(gòu)如圖2所示。圖2a)可翻面焊接，圖2b)為不能翻面焊接；坡口應(yīng)用砂輪打磨，坡口及其周圍IOOmm范圍內(nèi)表面應(yīng)露出金屬光澤并不得有油污和銹等，坡口形狀不應(yīng)有急劇變化。2)焊接實(shí)施焊接分為封底焊接見圖3和填充焊接見圖4。選用低氫船用焊條,焊條必須經(jīng)300 350°C, Ih烘烤,焊條直徑選用Φ 4mm,采用手工焊，焊接工藝規(guī)范參數(shù)為:焊接電流160 200A，焊接電源直流反接，電壓20 22V，焊接速度:打底焊V = 12.5cm/min,其余各層V = 14.lcm/min,焊接擺動(dòng)幅度不得超過焊條直徑的3倍。施焊時(shí)采用多層多道焊，分段退焊的方法起弧不能在焊道尾部，必須返回50mm左右才能起弧，使弧坑和接頭相互錯(cuò)開。由于補(bǔ)焊面積過大，鑄鋼件則應(yīng)選背風(fēng)處或用擋風(fēng)板遮擋，如果室溫較低，每補(bǔ)焊一層還應(yīng)用氧-乙炔反復(fù)加熱，再迅速補(bǔ)焊，以避免產(chǎn)生焊接裂紋。每焊完一層，就用風(fēng)槍錘擊焊縫，立即清除藥渣，并沿缺陷中心向外均勻地錘擊，降低補(bǔ)焊應(yīng)力。由于工件很大，焊補(bǔ)處的剛性亦很大，又是一個(gè)封閉焊縫，因此在焊補(bǔ)過程中及焊完以后，在焊縫及熱影響試極易產(chǎn)生裂紋。其焊接次序見圖。從里向外焊，每段焊滿后，再焊下一段一直焊到第五段為止。最后留第六段不焊，使以后大量的正面焊縫焊補(bǔ)時(shí)有收縮余地，減少焊縫殘余應(yīng)力。鑄件的補(bǔ)焊高度一般高出鑄件平面2mm左右，以利機(jī)加工。3)焊后處理焊后立即進(jìn)行跟蹤回火，使用中性焰，將焰心對準(zhǔn)焊道緩慢向前移動(dòng)，火焰橫向擺動(dòng)范圍應(yīng)較焊道寬2mm 3mm，兩側(cè)停頓時(shí)間應(yīng)略長一些，跟蹤回火溫度的控制，以焊道表面是亮紅色為宜。再對可翻面焊接焊縫進(jìn)行里面清根及焊補(bǔ)，最后完成第六段焊縫的填充補(bǔ)完。整體進(jìn)爐進(jìn)行消除殘余應(yīng)力的熱處理，380°C保溫a時(shí)，隨爐冷到200°C出爐。4)檢驗(yàn)補(bǔ)焊區(qū)不允許存在裂紋、未熔合、未焊透和氣孔、夾渣以及低于相鄰母材表面質(zhì)量要求的缺陷。施焊區(qū)域冷至室溫后，進(jìn)行砂輪打磨以滿足無損探傷要求，對焊補(bǔ)處進(jìn)行超聲波探傷。實(shí)施例1下面以鐵路貨車搖枕和側(cè)架鑄鋼件為例進(jìn)行案例解析。由于搖枕、側(cè)架是鐵路貨車的行走部分中是重要受力構(gòu)件，其質(zhì)量直接影響到鐵路運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展和生命財(cái)產(chǎn)的安全。搖枕、側(cè)架由B+級(ZG25MnCrNi)鑄造成型。鑄件焊補(bǔ)時(shí)，由于搖枕和側(cè)架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和自身合金化元素含量高，淬硬傾向大，容易產(chǎn)生冷、熱裂紋，同時(shí)焊后接頭組織不均勻，特別是熱影響區(qū)的過熱區(qū)，晶粒粗大，容易引起斷裂。針對這些問題從焊接方法、焊接材料選擇，是否開坡口與坡口的開法，電壓電流參數(shù)選擇，焊接外界條件與焊補(bǔ)時(shí)注意事項(xiàng)控制，得到的焊接接頭有良好的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和抗沖擊性能。以保證電弧焊焊補(bǔ)后搖枕和側(cè)架的組織和性能。對于表面細(xì)小裂縫，先用打磨的方法進(jìn)行消除，如個(gè)別裂縫消除不了，用氣刨方法進(jìn)行補(bǔ)焊采用I型坡口的焊修；較深的、未貫通的裂紋采用2型坡口的焊修試驗(yàn)；中心筋板部位的缺陷采用嵌補(bǔ)開出半X坡口進(jìn)行焊修試驗(yàn)；對于嚴(yán)重的貫通性缺陷必須采用局部替換焊修試驗(yàn)。I)坡口準(zhǔn)備參照圖1和圖2:對每道裂縫處均先用無損檢測的方法準(zhǔn)確測出缺陷的范圍，按檢測結(jié)果所給定的位置鉆Φ8_左右止裂孔；缺陷清除采用碳刨、切割、磨削方法予以排除；陷清除后，使坡口符合施焊要求，并行修整打磨；對施焊區(qū)域進(jìn)行磁粉檢測，以排除裂紋；施焊部位及周圍25mm范圍必須打磨干凈，不得有水分、油脂、鐵銹的成分存在；對中心筋板裂縫的補(bǔ)焊，應(yīng)先使用氣割方法割除50X 100mm，并開出半X坡口(見圖5)，坡口角度為15 20°，坡口轉(zhuǎn)角處要求圓角過渡，不得有棱角現(xiàn)象存在，在中間加一塊嵌補(bǔ)塊，δ表示厚度=50mmB+級鋼板，嵌補(bǔ)塊開出半X型坡口，然后在板縫邊緣加弓I弧板，焊前應(yīng)預(yù)熱到100 150°C，焊接應(yīng)采用直通焊法，焊接完成后應(yīng)立即錘擊焊縫表面，第一道和最后一道除外，此處的第一道封底焊接和最后一道指最表面一道焊接。端部切到止裂孔處，切割處應(yīng)打磨圓滑，不得有棱角存在，選用低氫船用焊條，焊條必須經(jīng)300 350°C，Ih烘烤，焊條直徑選用Φ4πιπι，電流為160-200Α焊接，擺動(dòng)幅度不得超過焊條直徑的3倍，切割后用無損檢測的方法檢測裂透缺陷是否完全消除，如還有缺陷，必須把缺陷完全清除；坡口及其周圍IOOmm范圍內(nèi)表面應(yīng)露出金屬光澤并不得有油污和銹等，坡口形狀不應(yīng)有急劇變化。2)焊接實(shí)施由于工件很大，焊補(bǔ)處的剛性亦很大，又是一個(gè)封閉焊縫，因此在焊補(bǔ)過程中及焊完以后，在焊縫及熱影響試極易產(chǎn)生裂紋。為此，采取如下的措施。首先用Φ 4mm的J507焊條進(jìn)行封底焊縫的焊接，其焊接次序見圖3。從里向外焊，每段焊滿后，再焊下一段一直焊到第五段為止，最后留第六段不焊，使以后大量的正面焊縫焊補(bǔ)時(shí)有收縮余地，減少焊縫殘余應(yīng)力。從外面用金屬極電弧對封底焊縫進(jìn)行清根，這時(shí)要特別注意把封底焊縫的根部裂紋清除干凈。用天然氣火焰對焊補(bǔ)區(qū)及其四周，包括圓周方向進(jìn)行預(yù)熱，待焊補(bǔ)區(qū)溫度上升到150V左右，其周圍100 200mm范圍內(nèi)達(dá)100°C以上時(shí)，就可以進(jìn)行坡口焊縫的焊補(bǔ)，同時(shí)，預(yù)熱火焰適當(dāng)減少，以保持工件溫度，具體為200°C。焊補(bǔ)采用逆向分段焊接法，見圖4。每一段焊滿后再焊下一段，各層接頭錯(cuò)開；焊補(bǔ)過程中，每焊完一層，就用風(fēng)槍錘擊焊縫，并清除熔渣，直到把坡口全部焊完;焊后檢驗(yàn)焊完后，工件按圖紙尺寸進(jìn)行機(jī)械加工。經(jīng)超聲波探傷，未發(fā)現(xiàn)裂紋，起弧不能在焊道尾部,必須返回50mm左右才能起弧,使弧坑和接頭相互錯(cuò)開，外部的坡口焊縫補(bǔ)完后，整體進(jìn)爐進(jìn)行消除殘余應(yīng)力的熱處理，380°C保溫2h時(shí)，隨爐冷到200°C出爐。出爐后待工件冷到100°C以下，再進(jìn)行里面焊縫第六段的清根及焊補(bǔ)，焊完后不再進(jìn)行任何處理；3)焊后處理。焊接工作完成后，應(yīng)進(jìn)行局部消除應(yīng)力熱處理，在焊縫裂紋補(bǔ)焊位置附上820X 300mm加熱片，規(guī)格為1KW，兩至三片，視焊接區(qū)域大小而定，然后再包上三層硅酸鋁保溫毯，整個(gè)加熱，控溫(溫度為350-400°C )，對焊補(bǔ)后仍然有缺陷處，用氣刨清除后重新焊接，焊接要求同前，按步驟2)的要求進(jìn)行。4)質(zhì)量檢驗(yàn)補(bǔ)焊后應(yīng)清除熔渣、焊瘤和飛濺物等。補(bǔ)焊金屬表面應(yīng)平整，并平滑過渡到母材，補(bǔ)焊焊縫咬邊深度< 0.5mm,累計(jì)長度<該補(bǔ)焊區(qū)周長的15%,且連續(xù)長度< 100mm,補(bǔ)焊區(qū)不允許存在裂紋、未熔合、未焊透和氣孔、夾渣以及低于相鄰母材表面質(zhì)量要求的缺陷。施焊區(qū)域冷至室溫后，進(jìn)行砂輪打磨以滿足無損探傷要求，對焊補(bǔ)處進(jìn)行超聲波探傷。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可顯而易見地得到的技術(shù)方案的簡單變化或等效替換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種大型鑄鋼件堆焊再制造方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)坡口準(zhǔn)備 對每道裂縫處均先用無損檢測的方法準(zhǔn)確測出缺陷的范圍，按檢測結(jié)果在裂紋尖端鉆Φ8_左右止裂孔；采用碳刨、切割、磨削方法清除缺陷； 根據(jù)缺陷位置和形狀，開出坡口，可反面焊的，不可反面焊的，對中心筋板裂縫的補(bǔ)焊，應(yīng)先使用氣割方法割除50X 100mm，并開出半X坡口，坡口轉(zhuǎn)角處要求圓角過渡，不得有棱角現(xiàn)象存在，在中間加一塊嵌補(bǔ)塊，嵌補(bǔ)塊開出半X型坡口，然后在板縫邊緣加引弧板，焊前應(yīng)預(yù)熱到100 150°C，焊接應(yīng)采用直通焊法，焊接完成后應(yīng)立即錘擊焊縫表面； 為使坡口符合施焊要求，并行修整打磨；對施焊區(qū)域進(jìn)行磁粉檢測，以排除裂紋；施焊部位及周圍25mm范圍必須打磨干凈；端部切到止裂孔處，切割處應(yīng)打磨圓滑，不得有棱角存在，選用低氫船用焊條，小電流焊接，擺動(dòng)幅度不得超過焊條直徑的3倍，切割后用無損檢測的方法檢測裂透缺陷是否完全消除，如還有缺陷，必須把缺陷完全清除； 2)焊接實(shí)施 首先用Φ 4mm的J507焊條進(jìn)行封底焊縫的焊接，其焊接次序從里向外焊，每段焊滿后，再焊下一段一直焊到第五段為止，最后留第六段不焊； 從外面用金屬極電弧對封底焊縫進(jìn)行清根，用天然氣火焰對焊補(bǔ)區(qū)及其四周進(jìn)行預(yù)熱，待焊補(bǔ)區(qū)溫度上升到150°C，其周圍100 200mm范圍內(nèi)達(dá)100°C以上時(shí)，就可以進(jìn)行坡口焊縫的焊補(bǔ)，同時(shí)，預(yù)熱火焰適當(dāng)減少，以保持工件溫度； 焊補(bǔ)采用逆向分段焊接法，每一段焊滿后再焊下一段，各層接頭錯(cuò)開； 焊補(bǔ)過程中，每焊完一層，就用風(fēng)槍錘擊焊縫，并清除熔渣，直到把坡口全部焊完； 焊后檢驗(yàn)焊完后，工件按圖紙尺寸進(jìn)行機(jī)械加工，經(jīng)超聲波探傷，未發(fā)現(xiàn)裂紋， 起弧不能在焊道尾部，必須返回50mm才能起弧,使弧坑和接頭相互錯(cuò)開， 外部的坡口焊縫補(bǔ)完后，整體進(jìn)爐進(jìn)行消除殘余應(yīng)力的熱處理，380°C保溫2h時(shí)，隨爐冷到200°C出爐； 出爐后待工件冷到100°C以下，再進(jìn)行里面焊縫第六段的清根及焊補(bǔ)； 3)焊后處理 焊接工作完成后，應(yīng)進(jìn)行局部消除應(yīng)力熱處理，在焊縫裂紋補(bǔ)焊位置附上820 X 300mm加熱片，規(guī)格為1KW，兩至三片，視焊接區(qū)域大小而定，然后再包上三層硅酸鋁保溫毯，整個(gè)加熱，控溫，對焊補(bǔ)后仍然有缺陷處，用氣刨清除后重新焊接，焊接要求同前按步驟2)的要求； 4)質(zhì)量檢驗(yàn) 補(bǔ)焊后應(yīng)清除熔渣、焊瘤和飛濺物，補(bǔ)焊金屬表面應(yīng)平整，并平滑過渡到母材，補(bǔ)焊焊縫咬邊深度< 0.5_，累計(jì)長度<該補(bǔ)焊區(qū)周長的15%，且連續(xù)長度< 100_，施焊區(qū)域冷至室溫后，進(jìn)行砂輪打磨以滿足無損探傷要求，對焊補(bǔ)處進(jìn)行超聲波探傷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型鑄鋼件堆焊再制造方法，其特征在于，步驟I)中焊條必須經(jīng)300 350°C，Ih烘烤，焊條直徑選用Φ 4mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種大型鑄鋼件堆焊再制造方法，包括以下步驟1)坡口準(zhǔn)備；2)焊接實(shí)施；3)焊后處理；4)質(zhì)量檢驗(yàn)。本發(fā)明采用子母件局部替更法進(jìn)行再制造堆焊修復(fù)，并從焊接工藝結(jié)構(gòu)和焊接參數(shù)入手，解決實(shí)際生產(chǎn)中焊縫質(zhì)量差、強(qiáng)度低及變形量大的問題，確保大型鑄鋼件在服役過程中能長期、精確、穩(wěn)定地工作；在保證修復(fù)產(chǎn)品與正常產(chǎn)品質(zhì)量相當(dāng)?shù)那疤嵯?，降低生產(chǎn)成本，獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號B23K9/013GK103084703SQ201310027609
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月25日
發(fā)明者程里, 林江, 張小彬 申請人:重慶理工大學(xué)