有一台大型发电机铸铁机架底座严重摔坏,材质HT25-47-(1+7)，破损处的断面厚(98mm),焊缝的填充量大,被焊处受力也较大,易变形,尤其是在坡口加工时,还发现该件原质量不好,在坡口处出现铸造夹砂、疏松、气孔等缺陷,如焊接工艺采取不当,极易在焊缝区域产生硬度较高的白口层及产生裂纹。能否进行焊接修复?焊后能否保证其使用精度和强度?这一切不但给焊补工作带来很多的不利因素,也给焊后机加工带来很大的困难。经慎重研究,采取以下所述的“栽丝冷焊”工艺方法,并收到良好的效果。

一，焊前准备

将破坏处用砂轮加工成X形坡口,焊补区域内的气孔、疏松、夹砂清除干净并露出金属光泽。为提高焊接接头的强度，降低焊接应力,防止焊缝剥离和产生裂纹,坡口内采用“栽丝加固法”进行焊接。栽丝加固的方法是将M8～M10螺钉均布钻孔、攻螺纹,拧入X形坡口内壁后,用焊条逐个将螺钉周围焊住,再连接整个焊缝,填满口。由于螺钉承担了一部分焊接应力,所以,在大厚度铸铁件补焊中能有效防止焊缝剥离和产生裂纹。螺钉间距30～40mm。

二，施焊

①焊前预热。

为平衡焊接前、焊接中及焊接后的温差比,减少焊缝白口层的度和宽度,防止产生裂纹,采取焊前局部低温预热法,用氧-乙炔火焰将两侧各100mm处加热至100～150℃。预热时,力求周围温度上升均匀,因为不均匀的加热产生的热应力会导致母材内部产生微裂、形成裂源。预热面积可稍大些,这样做可防止焊缝区产生或减少淬硬组织(白口层)。

②定位焊。

将“断块”对正进行定位焊,要求定位焊每段长度30mm左右,焊高4～5mm,间距100mm左右。定位焊焊道两端呈缓坡状。

③施焊

为控制变形量,将施焊部位垫成横焊位置,采用对称分段、分散退焊、多层多道方法完成施焊时,应先将M8～M10螺钉逐个焊住周围,再连接整个焊缝,施焊中,运条速度要慢些,以直线划小椭圆圈式运条为宜。电弧在夹角处要多停留一段时间,以保证夹角处熔合良好,避免未熔合、气孔、夹渣等缺陷,每焊完一层要认真清渣,用10倍放大镜检查确无气孔、裂纹、夹渣后再焊下一层。

每段焊道应控制在60mm左右,每焊完一段立即锤击,减少应力,等冷却到60℃左右再焊下一段,整个焊接过程按上述焊接顺序进行。电弧长度要适中,焊接电弧过程过短,影响渣的上浮,易造成夹渣、熔合不良,电弧过长,能使电弧保护气幕形成不好而产生气孔,电弧长度最好保持在4～5mm为宜,弧坑要填满,一般选Z408电焊条,Φ3.2mm焊条选用110～120A,Φ4.0mm焊条选用140～150A为宜。参数如图1

(3)焊后处理

施焊结束后,清除焊渣,用10倍放大镜检查焊缝,确无气孔、裂纹等缺陷后,再把施焊部位重新加热到300℃左右,用干白灰覆盖,室温冷却后就可以进行加工至要求尺寸。