CN102922087A - 一种大型碳钢铸件精加工后缺陷的焊接修补方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种焊接方法，尤其是涉及一种大型碳钢铸件精加工后缺陷的焊接修补方法，该方法为采用氧乙炔火焰预热，采用AWSA5.28ER70S-6等级的碳钢氩弧焊丝焊接，焊接过程中焊缝层间温度保持在300-500℃之间，每层焊缝的厚度控制在2-5mm，使下一层道焊道对上一层焊道起到回火作用，焊缝余高5-8mm，焊接完成后利用电弧对余高焊缝烘烤2-3min后再使焊缝缓慢冷却，焊缝冷却后将焊缝余高打磨去除即可；本发明工艺方法独特、不进行焊后热处理、就能确保焊缝部位满足母材磁粉检测或渗透检测的要求、焊缝部位最高硬度小于220HB、焊缝热影响区部位最高硬度小于250HB从而满足加工要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种焊接方法，尤其是涉及一种大型碳钢铸件精加工后缺陷的焊接修补方法。
背景技术
目前大型铸钢件精加工后会有铸造缺陷外露，影响铸件的使用，必须对外漏的缺陷进行打磨过渡或焊接修补处理。中低碳钢铸件显微组织由贝氏体、马氏体或珠光体加少量铁素体组成。焊接后焊缝组织多数为贝氏体组织和马氏体组织，硬度较高。焊接后硬度过高会造成精加工返修时产生让刀和打刀现象，难以保证加工后的尺寸精度、表面平整度和光洁度的要求。目前有一些针对工件精加工后缺陷修补的专用设备，但是存在一定的如下缺点：专用修补设备修补的效率极低，且修补后焊缝与母材不能达到完全的冶金熔合，利用渗透检测或磁粉检测后缺陷显示较严重，达不到使用的要求。铸件精加工后的缺陷较小，所以焊接修补常采用氩弧焊或小直径手工焊条电弧焊进行焊接修补。由于焊接后铸件不能再进行焊后热处理，所以较高强度的铸件焊接后的硬度较高，氩弧焊焊接后硬度最高可大于500HB，严重影响后续的加工质量控制；目前还没有解决这种问题的办法。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种工艺方法独特、不进行焊后热处理、就能确保焊缝部位满足母材磁粉检测或渗透检测的要求、焊缝部位最高硬度小于220HB、焊缝热影响区部位最高硬度小于250HB从而满足加工要求的一种大型碳钢铸件精加工后缺陷的焊接修补方法。
为了实现发明目的，本发明通过如下方式实现：
一种大型碳钢铸件精加工后缺陷的焊接修补方法，其特征是：该方法为采用氧乙炔火焰预热，预热至100-200℃，并保证缺陷周围50mm范围内达到预热要求，采用AWS A5.28 ER70S-6等级的碳钢氩弧焊丝、焊丝直径2.4mm，焊接电流200-300A，电压16-30V，焊接速度5-8cm/min焊接，焊接过程中焊缝层间温度保持在300-500℃之间，每层焊缝的厚度控制在2-5mm，使下一层道焊道对上一层焊道起到回火作用，焊缝余高5-8mm，焊接完成后利用电弧对余高焊缝烘烤2-3min后再使焊缝缓慢冷却，焊缝冷却后将焊缝余高打磨去除即可；
所述母材的碳含量为0.20-0.35；
所述焊材的化学成分为：C为0.06-0.15，S为0.80-1.15，Mn为1.40-1.85，P≤0.025，S≤0.035，Cr≤0.15，Mo≤0.15，Ni≤0.15，V≤0.03，Cu ≤0.50。
本发明有如下效果：
1）工艺方法独特、不进行焊后热处理、就能确保焊缝部位满足母材磁粉检测或渗透检测的要求、焊缝部位最高硬度小于220HB：本发明提供的方法采用氧乙炔火焰预热，预热至100-200℃，并保证缺陷周围50mm范围内达到预热要求，采用AWS A5.28 ER70S-6等级的碳钢氩弧焊丝、焊丝直径2.4mm，焊接电流200-300A，电压16-30V，焊接速度5-8cm/min焊接，焊接过程中焊缝层间温度保持在300-500℃之间，每层焊缝的厚度控制在2-5mm，使下一层道焊道对上一层焊道起到回火作用，焊缝余高5-8mm，焊接完成后利用电弧对余高焊缝烘烤2-3min后再使焊缝缓慢冷却，焊缝冷却后将焊缝余高打磨去除即可；本方法主要采用各种方法降低焊缝的冷却速度，减少焊缝淬硬组织的产生。提高焊接部位预热温度，增加焊缝冷却的t8/5时间；提高焊接的道间温度，避免冷速过快；适当增大焊缝余高，焊缝余高对表层焊缝起到回火和保温的作用；焊接完成后利用电弧对焊缝余高进行烘烤，从而对焊缝进行保温，延缓焊缝的冷却。
2）确保焊缝部位满足母材磁粉检测或渗透检测的要求、焊缝热影响区部位最高硬度小于250HB从而满足加工要求：本发明提供的方法的设计在达到焊缝无损检测的条件下，最大限度的降低了焊缝的硬度，降低了精加工精度控制的难度。上述材料J03006 90-60材质铸件母材硬度180-220HB，改进工艺前焊缝硬度为350-500HB，与母材硬度差异过大，严重影响精加工后的精度，按照上述工艺焊接后焊接部位硬度可以满足加工精度的要求；ASTM A27 70-40材质铸件母材硬度150-190HB，改进工艺前焊缝硬度为350-500HB，与母材硬度差异过大，严重影响精工后的精度，按照上述工艺焊接后焊接部位硬度可以满足加工精度的要求。
具体实施方式
实施例一：母材ASTM A148 90-60材质。采用氧乙炔火焰预热，预热至150-200℃，并保证缺陷周围50mm范围内达到预热要求。焊丝直径2.4mm，焊接电流220-300A，电压16-25V，焊接速度3-8cm/min.。整个焊接过程中焊缝层间温度保持在400-500℃之间。每层焊缝的厚度控制在3-5mm，使下一层道焊道对上一层焊道起到回火作用。焊缝余高7-8mm，焊接完成后利用电弧对余高焊缝烘烤2-3min后再使焊缝缓慢冷却，焊缝冷却后将焊缝余高打磨去除。
焊缝打磨后进行磁粉检测和渗透检测，结果合格；对焊缝进行硬度检测，焊肉硬度160-220HB，热影响区硬度180-250HB。
实施例二：母材ASTM A27 70-40材质。采用氧乙炔火焰预热，预热至100-200℃，并保证缺陷周围50mm范围内达到预热要求。焊丝直径2.4mm，焊接电流200-250A，电压20-30V，焊接速度5-8cm/min.。整个焊接过程中焊缝层间温度保持在300-500℃之间。每层焊缝的厚度控制2-5mm，使下一层道焊道对上一层焊道起到回火作用。焊缝余高5-8mm，焊接完成后利用电弧对余高焊缝烘烤2-3min后再使焊缝缓慢冷却。焊缝冷却后将焊缝余高打磨去除。
焊缝打磨后进行磁粉检测和渗透检测，结果合格；对焊缝进行硬度检测，焊肉硬度160-220HB，热影响区硬度180-250HB。
实施例三：母材J03006 90-60材质。铸件精加工后外漏缺陷修磨后大小：最大直径20mm，最大深度10mm。采用氧乙炔火焰预热，预热至100-200℃，并保证缺陷周围50mm范围内达到预热要求。焊丝直径2.4mm，焊接电流220-280A，电压16-25V，焊接速度3-8cm/min.。整个焊接过程中焊缝层间温度保持在400-500℃之间。每层焊缝的厚度控制在3-5mm，使下一层道焊道对上一层焊道起到回火作用。焊缝余高7-8mm，焊接完成后利用电弧对余高焊缝烘烤2-3min后再使焊缝缓慢冷却，焊缝冷却后将焊缝余高打磨去除。
焊缝打磨后进行磁粉检测和渗透检测，结果合格；对焊缝进行硬度检测，焊肉硬度190-220HB，热影响区硬度210-250HB。
实施例四：母材ACM1506材质。采用氧乙炔火焰预热，预热至100-150℃，并保证缺陷周围50mm范围内达到预热要求。焊丝直径2.4mm，焊接电流210-240A，电压20-30V，焊接速度3-8cm/min.。整个焊接过程中焊缝层间温度保持在300-500℃之间。每层焊缝的厚度控制2-5mm，使下一层道焊道对上一层焊道起到回火作用。焊缝余高5-8mm，焊接完成后利用电弧对余高焊缝烘烤2-3min后再使焊缝缓慢冷却。焊缝冷却后将焊缝余高打磨去除
焊缝打磨后进行磁粉检测和渗透检测，结果合格；对焊缝进行硬度检测，焊肉硬度180-220HB，热影响区硬度150-210HB。
所述母材的碳含量为0.20-0.35。
所述焊材为AWS A5.28 ER70S-6等级的碳钢氩弧焊丝，其化学成分为：C为0.06-0.15，S为0.80-1.15，Mn为1.40-1.85，P≤0.025，S≤0.035，Cr≤0.15，Mo≤0.15，Ni≤0.15，V≤0.03，Cu ≤0.50。
Claims (3)
1.一种大型碳钢铸件精加工后缺陷的焊接修补方法，其特征是：该方法为采用氧乙炔火焰预热，预热至100-200℃，并保证缺陷周围50mm范围内达到预热要求，采用AWS A5.28 ER70S-6等级的碳钢氩弧焊丝、焊丝直径2.4mm，焊接电流200-300A，电压16-30V，焊接速度5-8cm/min焊接，焊接过程中焊缝层间温度保持在300-500℃之间，每层焊缝的厚度控制在2-5mm，使下一层道焊道对上一层焊道起到回火作用，焊缝余高5-8mm，焊接完成后利用电弧对余高焊缝烘烤2-3min后再使焊缝缓慢冷却，焊缝冷却后将焊缝余高打磨去除即可。
2.如权利要求1所述的一种大型碳钢铸件精加工后缺陷的焊接修补方法，其特征是：所述母材的碳含量为0.20-0.35。
3.如权利要求1所述的一种大型碳钢铸件精加工后缺陷的焊接修补方法，其特征是：所述焊材的化学成分为：C为0.06-0.15，S为0.80-1.15，Mn为1.40-1.85，P≤0.025，S≤0.035，Cr≤0.15，Mo≤0.15，Ni≤0.15，V≤0.03，Cu ≤0.50。
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