焊条电弧热焊法的工艺要点及操作技术

    对于大型铸件中心部位的缺陷，虽然电弧冷焊工艺配合合理的操作及电弧，能减少或避免白口，但由于其刚度大，不能自由伸缩，电弧冷焊往往不可避免地要产生裂纹。因此在铸件的焊补中，热焊法仍然有着广泛的应用。

    电弧热焊工艺的焊前准备与电弧冷焊相同。对小而浅的缺陷，要开成扩大的坡口，坡口一般呈圆形。面积须大于800mm2，深度大于7mm，坡口角度为20°～30°，坡口内壁要比较光滑，见图6-122。

    图6-122    小而浅缺陷的坡口形式

    图6-123    铸件缺陷处的造型形式

    为了防止铁水流失，在坡口边缘四周用黄泥条或耐火泥围筑，见图6-123(a)。如果缺陷位于焊件边缘，可用黄泥、石墨板或耐火砖造型，见图6-123(b)。造型要牢固可靠，以免焊接过程中脱落。施焊前用气焊火焰将补焊处的油污连同造型材料中的水分除掉。

    为了提高焊接质量，在焊接时要选择适当的焊条。焊条药皮要有良好的保护作用，能控制液体金属的冷却速度，以便获得与基本金属性能一致的焊缝，避免裂纹和气孔。

    热焊时，可按不同的铸铁材料、不同的切削加工要求以及修补件的重要与否分别选用Z100、Z208、Z308等牌号的铸铁焊条。

    选择正确的加热部位、控制加热温度、焊后缓冷是电弧热焊法的三个关键环节。

    预热是热焊法最重要的工序。实践证明：若预热温度低于650℃，则焊后在近缝区白口现象增多，甚至可能产生裂纹。当预热温度超过750℃，则铸件硬度降低。因此，预热温度最好在650~700℃。

    预热温度可以用温度计测量，也可根据铸件加热时的颜色变化来判断，具体见表6-58。

    表6-58    铸件加热时的颜色变化

  颜色

  褐红色

  深红色

深樱红色

  樱红色

亮樱红色

  亮红色

  温度/℃

    600

    650

    700

    750

    800

    850

    预热设备一般用焦炭地炉、火箱式电炉，也可用其他简易木炭、木柴炉。

    焊接前，根据所用焊条特性选用交流电源或直流电源。若用直流电源，应采用直流反接。然后根据焊件厚度及几何形状、焊条直径大小选择焊接电流强度。若所用焊接电流大，一台焊机功率不够时，可将多台同型号、同功率的焊机并联使用。通常，当焊芯直径为6～10mm，选用焊接电流为每毫米焊芯直径需50～60A。弧焊电源交、直流均可。焊接规范均用大电流，只是在焊边角或焊补穿透缺陷的底部时，电流要小些。

    预热温度达到要求时，即可进行焊接。焊接最好在平焊位置。在焊接过程中，要始终保持铸件温度不低于400～500℃。应经常注意熔池温度和焊件边缘熔化情况，可通过基本金属熔化边缘铁水的形状判断温度是否正常。焊接时采用长弧焊(弧长8～10mm)，从坡口中心起弧逐渐移向边缘，焊接过程中，若熔池铁水白亮沸腾时，焊接应暂时中断，待熔池沸腾停止，颜色发暗至不耀眼时再继续施焊。这样停停焊焊，焊焊停停，直至焊缝与基本金属齐平。同时，根据情况改变操作方法和调节焊接规范。焊条运走到焊缝边缘时可稍作停留，保证边缘熔合良好。但在铸铁焊接时，很难获得像焊接低碳钢时那样的缓坡形焊缝。

    每条焊缝应一次焊成。焊缝体积大时，可轮流操作，保证焊接连续进行，直至完全填满为止。更换焊条动作要迅速，避免熔池过快冷却。如果进行间断焊接，应彻底清除在相接处残留的石墨及熔渣等污物后再进行续焊。为保证续焊相接处充分熔透，当焊条运走到续焊处时要延长停留时间。

    焊接中，为减少热量损失，使焊工不受高温辐射，除焊接部位留在外面，其余部分均应用石棉板或其他隔热材料盖上，同时不要在有穿堂风的地方进行焊接。

    热焊工件的冷却速度对焊接质量影响很大。因此，焊后零件应放在稻草灰或石棉灰中缓冷。一般冷却时间为12h。厚度大的焊件可放在加热炉内加热后随炉冷却，冷却时间在24h以上。为了消除焊接内应力，焊后应进行退火处理，其温度为600～650℃。

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