CN112188945B - 球墨铸铁的制造焊接与维修焊接 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制造基体材料(2)的表面的方法，其中该基体材料(2)具有球墨铸铁，其中首先确定部分表面(3)的位置，并且在另一步骤中使用借助于WIG焊接和焊接添加剂NiFe的两层缓冲层(5)，其中在另一步骤中在缓冲层(5)上施加填充层(6)，其中使用MIG焊接工艺并结合使用根据EN ISO 107的NiFe‑2作为焊接填充材料。

Description

球墨铸铁的制造焊接与维修焊接
技术领域
本发明涉及一种用于制造基础材料的表面的方法，其中该基础材料包括铸铁。
背景技术
例如，由球墨铸铁制成的铸造部件被用于流体机械中，例如用于汽轮机中。这些铸造部件可能被构造为很大的体积。在铸造部件的制造中可能出现铸造缺陷，例如气孔或缩孔。在此根据具体情况必须决定具有所存在的缺陷的铸造部件是否可以在没有进一步措施的情况下被使用。这种铸造构件的焊接工艺加工仅可以在有限的条件下进行。例如，以相同类型的焊接金属进行焊接将很困难，因为必须使用在550℃至650℃之间的高预热温度。用于消除铸造缺陷的另一种可能性是以异质焊接添加剂(例如Ni-Fe电极)进行焊接，这不需要提高预热温度。
然而，在两种焊接中都存在的问题是，通过相应方法所实现的机械性能通常无法达到基础材料的机械性能。
因此，必须根据具体情况决定是否需要丢弃和/或重新制造铸件。
不仅在新品制造中而且在售后服务中都需要对铸铁部件的损坏进行维修，因为在较短的修正期内无法制造新构件。
发明内容
本发明的目的在于，提出一种用于制造具有改善的质量的基础材料的表面的方法。
该目的通过一种用于制造基础材料的表面的方法来实现，其中该基础材料具有铸铁，该方法包括以下步骤：
–确定部分表面的位置，
–在部分表面上制造第一缓冲层，其中缓冲焊接工艺与缓冲焊接添加剂被结合使用，其中焊接参数被选择为使得输入基础材料的热量低，
–在缓冲层上制造填充层，其中使用MAG焊接工艺，其中使用NiFe焊接填充材料，
–其中不进行预热。
从属权利要求中给出了有利的改进方案。
因此，本发明的目的在于，提出一种具有电弧焊接工艺的焊接方法，其在没有或具有低的预热温度的情况下进行处理，实现了与基础材料相当的性能。
焊接方法包括使用适配于焊接任务和焊接过程的焊接填充材料的两阶段过程，其对焊接质量有相当大的影响。通过有针对性地选择焊接工艺、焊接填充材料和焊接参数，可以抑制与基础材料连接的缺陷以及在焊接件或填充物中的缺陷。
根据本发明，首先通过缓冲来建立与基础材料的连接。然后在第二步骤中实施填充。
利用根据本发明的焊接方法/工艺可以构造满足基础材料机械性能的制造焊缝和修复焊缝。这在低温度(无冷凝水，约100℃)下进行，从而有利于在完成加工或几乎完成加工的构件上焊接，因为由于低热量输入而使翘曲最小化。
一个主要的优点在于，在制造新的铸铁部件时(其中例如在切削加工过程中切割出铸造缺陷)，可以通过根据本发明的焊接来修复。因此，没有必要丢弃铸铁部件并且也不必进行与之相关的耗时的新品制造。
对于已经使用的并且例如在修正期间发现呈裂缝、材料去除等形式损坏的构件，根据本发明的方法适于在焊接技术方面对其进行升级。因此，通常无需延长修正期。
在有利的第一改进方案中，基础材料具有球墨铸铁。
在有利的另一改进方案中，使用WIG焊接工艺作为缓冲焊接工艺，其中使用NiFe焊接添加剂(根据EN ISO 1071的NiFe-2型)作为焊接添加剂。
作为替代，可以使用MIG焊接工艺作为缓冲焊接工艺，其中使用根据EN ISO 1071的NiFe-1型的NiFe焊接添加剂作为焊接添加剂。
在填充层的制造中也可以使用MIG工艺，其中使用NiFe焊接填充材料，特别是NiFe焊接添加剂。
在有利的另一改进方案中，在制造填充层之前施加第二缓冲层。
本发明的上述特性、特征和优点以及其实现方式结合以下对实施例的说明将变得更加清楚且更加易于理解，这些实施例将结合附图得以详细解释。
下面参考附图说明本发明的实施例。这并不旨在决定性地示出实施例。而是以示意性的和/或略有失真的形式显示了对说明有用的附图。关于可以在附图中直接看出的理论的附加内容可参考相关的现有技术。
附图说明
图1示出了部件的剖视图。
具体实施方式
附图示出了通过铸造工艺制造的部件1。基础材料2具有球墨铸铁。部件1具有部分表面3，其中该部分表面3被设计为凹部4。为了将焊接件连接到基础材料2上，选择WIG焊接工艺并结合NiFe焊接添加剂(根据EN ISO 1071的NiFe-2型)，并且WIG焊接工艺实施为两层，其中焊接参数被选择为使得输入到基础材料2中的热量低。
由此，在第一步骤中确定部分表面3的位置。在下一步骤中，将第一缓冲层5施加到部分表面3上。利用适当选择的焊接参数实现了在连接部和热影响区不会产生裂纹并且热影响区被构造得相对较窄且较均匀。通过第二WIG层的焊接参数选择，对于基础材料2的热影响区有针对性地受到热影响，从而优化了机械性能。
作为WIG焊接工艺的替代，也可以使用MIG焊接工艺，其参数同样被修改为使得输入基础材料的热量低。使用NiFe焊接添加剂(根据EN ISO 1071的类型NiFe-1)作为焊接添加剂。
在另一步骤中，如果两层缓冲不足以补偿部件，则在缓冲层5上施加填充层6。这利用MIG焊接工艺通过填充焊接来进行。在该MIG焊接工艺中同样使用NiFe焊接填充材料，其与WIG焊接中用于连接到第一层的焊接填充材料相同。
在制造表面时不进行预热，或者在低于100℃的温度下制造表面。
在缓冲层的制造中使用氩气，其中在填充层的制造中使用氩气和CO2的混合物。
MIG焊接工艺可以用作缓冲焊接工艺，其中使用Ni基本占重量65％并且Fe基本占重量30％的焊接添加剂。
在填充层的制造中使用Ni基本占重量55％并且Fe基本占重量30％的焊接添加剂。
WIG焊接工艺也可以用作缓冲焊接工艺，其中在缓冲焊接工艺和MAG焊接工艺中都使用Ni基本占重量55％并且Fe基本占重量30％的焊接添加剂。
尽管已通过优选的实施例详细地说明和描述了本发明，但本发明不限于所公开的示例，并且本领域技术人员可以在不脱离本发明保护范围的情况下从中得出其他变型方案。

Claims (8)

1.一种用于制造基础材料(2)的表面的方法，
其中所述基础材料(2)具有铸铁，所述方法包括以下步骤：
–仅在所述基础材料(2)的所述表面上确定一个部分表面(3)的位置，
–在所述部分表面(3)上制造一个第一缓冲层(5)，其中缓冲焊接工艺与缓冲焊接添加剂被结合使用，其中焊接参数被选择为使得输入所述基础材料(2)的热量低，
–在所述缓冲层(5)上制造一个填充层(6)，其中使用MAG焊接工艺，其中使用NiFe焊接填充材料；
其中不进行预热，
其中在所述缓冲层的制造中使用MIG焊接工艺，并且使用Ni基本占重量65％并且Fe基本占重量30％的焊接添加剂，
其中在所述填充层的制造中使用Ni基本占重量55％并且Fe基本占重量30％的焊接添加剂。
2.根据权利要求1所述的方法，
其中在所述缓冲层的制造中使用氩气；
其中在所述填充层的制造中使用氩气和CO2的混合物。
3.根据权利要求1或2所述的方法，
其中所述基础材料(2)具有球墨铸铁。
4.根据权利要求1或2所述的方法，
其中所述部分表面(3)具有一个凹部(4)。
5.根据权利要求1所述的方法，
其中使用根据ENISO 1071的NiFe-1型的NiFe焊接添加剂作为焊接添加剂。
6.根据权利要求1或2所述的方法，
其中在制造所述填充层(6)之前施加一个第二缓冲层(5)。
7.根据权利要求1或2所述的方法，
其中在所述表面的温度低于100℃的情况下，进行所述表面的制造。
8.一种用于流体机械的部件(1)，所述部件利用根据权利要求1至7中任一项所述的方法被制造。
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