CN104607863A - 一种铸铁模具的焊补方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种铸铁模具的焊补方法，步骤主要包括：工件断裂处开坡口、打磨；坡口表面加工多个丝孔，且拧入螺栓；备锲形块和多块填充板，将锲形块开盲孔、填充板开通孔；锲形块和填充板的侧面开侧口；加热工件，首先将锲形块焊接在坡口尖角处，然后依次焊接多个填充板，重复此步骤，将坡口的另一面焊补平整。本发明改善了铸铁之间的焊接性能，使得焊缝整体抗拉强度σb≥400MPa，不易开裂，韧性和抗疲劳性能好，适合焊补铸铁，特别是锅炉行业中封头、管板、波形炉胆、烟室管板等模具铸铁。

Description

一种铸铁模具的焊补方法

技术领域

本发明涉及一种铸铁焊补方法，尤其是一种铸铁模具的补焊的方法。

背景技术

     铸铁在制造和使用中容易出现各种缺陷和损坏。铸铁补焊是对有缺陷铸铁件进行修复的重要手段。 铸铁的含碳量高，脆性大，焊接性很差，在焊接过程中易产生白口组织和裂纹。白口组织是由于在铸铁补焊时，碳、硅等促进石墨化元素大量烧损，且补焊区冷速快，在焊缝区石墨化过程来不及进行而产生的。 裂纹通常发生在焊缝和热影响区，产生的原因是铸铁的抗拉强度低，塑性很差，400℃以下基本无塑性，而焊接应力较大，且接头存在白口组织时，由于白口组织的收缩率更大，裂纹倾向更加严重，甚至可使整条焊缝沿熔合线从母材上剥离下来。

封头是工业锅炉设备上的重要零件之一，一般有平封头及椭圆封头，封头的制作过程一般采用模具进行压制成型，模具需具备有较高的强度、硬度、耐磨性、韧性和抗疲劳性能等，且其结构复杂，机加工制造难度较大，铸造模具成为多数选择，所以，封头压制模具一般采用铸造工艺生产加工，例如铸件材料HT200等，其力学性能接近于钢。但由于碳当量CE大于0.6%，含S、P杂质高。

铸铁模具的主要失效形式一般源于下模座及下模具圈，铸铁模具在长期使用后，会承受交变载荷的作用，如果本身存在铸造缺陷，在应力集中处会形成裂纹，严重的就会断裂，最终导致模座的报废。将带来不应有的浪费和损失。由于铸铁的焊接性差，焊后常有气孔，易变形，易断裂，易产生白口化和淬硬组织，焊接裂纹，故铸铁模具的修复的效果较差，一般焊接工艺的碳当量CE大于0.6%，焊缝抗拉强度σb≤200MPa。锅炉行业中，封头、管板、波形炉胆、烟室管板的压制模具基本上都是采用的铸铁材料HT200，此类模具的模压力为数百吨，所以要求模具的综合性能比较高，通常此类模具断裂后，都是进行报废处理，因此，找到一种焊补铸铁特别是铸铁模具的补焊方法成为急需。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种铸铁模具的焊补方法。

实施本发明所采用的技术方案是，包括以下步骤和方法：

步骤一，工件断裂处清洗，开坡口，打磨；

步骤二，坡口表面加工多个丝孔，且拧入螺栓；

步骤三，备锲形块和多块填充板，将锲形块开盲孔、填充板厚度方向开通孔；锲形块和填充板的侧面开侧口；

步骤四，加热工件，首先将锲形块焊接在坡口尖角处，然后依次焊接多个填充板，焊接处包括坡口、螺栓、锲形块、填充板、盲孔、通孔、侧口之间具有的接触面；重复此步骤，将坡口的另一面焊补平整。

所述坡口的角度为80°-100°。

所述锲形块、填充板的材质是Q245R。

所述预热工件的温度是150°±5°，同时，保持层间温度60°±5°。

填充板的通孔、填充板的侧口与螺栓之间的焊接采用J507焊材，填充板与坡口的焊接采用Z308焊材。

层间温度，亦称道间温度，指多道焊缝及母材在施焊下一焊道之前的瞬时温度，一般用最高值表示。

本发明的有益效果是，焊补处的碳当量＜0.4%，同时，因为焊补处增加了螺栓以及填充板，改善了铸铁之间的焊接性能，螺栓和铸铁之间有丝扣连接，使得焊缝整体抗拉强度σb≥400MPa，不易开裂，韧性和抗疲劳性能好，适合焊补铸铁，特别是锅炉行业中封头、管板、波形炉胆、烟室管板等模具铸铁，能带来良好的经济效益和社会效益。

附图说明

图1是本发明实施例焊补结构示意图。

具体实施方式

参见图1，本发明包括以下步骤和方法：

步骤一，封头铸铁模1断裂处清洗，加热至100°，开坡口2，坡口2的角度a为90度，打磨；

步骤二，根据坡口2角度a的大小，表面攻丝孔7，丝孔7的丝长20mm，拧入12-M10螺栓6；

步骤三，备6mm厚度的填充板3和锲形块9，锲形块9开有盲孔8，填充板3、锲形块9的材质是Q245R。填充板3的宽度以及两侧的坡度依次序对应待焊补坡口2的高度和角度a，填充板3相叠加的厚度方向钻2-3个φ10孔通4，填充板3及锲形块9的侧面与螺栓6对应处开侧口5；

步骤四，将铸铁模1加热至150°，保持层间温度60°，依次放入锲形块9和填充板3。填充板3的通孔4、锲形块9及其盲孔8、填充板3、螺栓5之间焊接采用J507焊材，φ3.2， 电流100-120A，电压18-20V，直流反接。锲形块6、填充板3与铸铁模1的焊接采用Z308焊材，φ3.2，电流100-120A，电压18-20V，直流正接；重复此步骤，将坡口2的另一面焊补平整。

焊缝碳当量CE=[C+Mn/6]*100%=0.22+0.65/6=0.32%，当碳当量＜0.4%时，焊接性能好，焊缝抗拉强度σb≥400MPa。

Claims (5)

1.一种铸铁模具的焊补方法，其特征是，包括以下步骤和方法：

步骤一，工件断裂处清洗，开坡口，打磨；

步骤二，坡口表面加工多个丝孔，且拧入螺栓；

步骤三，备锲形块和多块填充板，将锲形块开盲孔、填充板厚度方向开通孔；锲形块和填充板的侧面开侧口；

步骤四，加热工件，首先将锲形块焊接在坡口尖角处，然后依次焊接多个填充板，焊接处包括坡口、螺栓、锲形块、填充板、盲孔、通孔、侧口之间具有的接触面；重复此步骤，将坡口的另一面焊补平整。

2.如权利要求1所述的一种铸铁模具的焊补方法，其特征是，所述坡口的角度为80-100度。

3.如权利要求1所述的一种铸铁模具的焊补方法，其特征是，所述锲形块、填充板的材质是Q245R。

4.如权利要求1所述的一种铸铁模具的焊补方法，其特征是，所述加热工件的温度是150°±5°，同时，保持层间温度60°±5°。

5.如权利要求1所述的一种铸铁模具的焊补方法，其特征是，锲形块、填充板、通孔、盲孔、螺栓之间的焊接采用J507焊材，锲形块、填充板与坡口之间的焊接采用Z308焊材。