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  • 高強度機床床身鑄件補焊工藝

    時間:2019-08-16 15:16 作者:東建鑄造 點擊:
    1焊前準備
    (1)清理缺陷根據缺陷的大小,選用機械加工、碳弧氣刨等方法將缺陷完全清除,檢查裂紋的長度、走向,為防止裂紋的擴展,應在裂紋端部鉆止裂孔。
    (2)開坡口或造型開坡口的原則是在保證順利施焊的前提下,盡量減小坡口角度,以減小母材的熔化量,以降低焊接應力及碳、硫、磷等對焊接質量的影響;造型是為防止焊接邊角部位焊接時金屬流淌,使焊縫成形良好。造型材料一般選用黃泥、耐火泥或型砂。
    (3)焊前清理將坡口周圍的油污,鐵銹等臟物清除干凈,直到待焊處露出光澤為止。
    2補焊工藝及要點
    2.1熱焊、半熱焊補焊工藝及要點
    (1)將工件傾斜放置,使焊縫處于上坡焊或半立焊,以減小熔合比。
    (2)根據鑄件的體積、壁厚、結構復雜程度決定是整體預熱還是局部預熱,一般補焊處剛度大、結構較復雜時,必須采用整體預熱;當缺陷較小,又位于邊角處時,采用局部預熱。預熱時,加熱速度必須控制,不宜快,否則會產生較大應力,導致產生裂紋。熱焊預熱溫度為600~700℃(工件呈暗紅色),半熱焊預熱溫度為400℃左右。
    (3)按機床類鑄件補焊方法和焊接材料的選用建議選用焊接材料,并選用合適的工藝參數進行施焊。焊接過程中不能低于預熱溫度,否則要重新加熱才能繼續進行焊接。
    (4)焊后保溫緩冷,重要鑄件較好進行消除應力熱處理,焊后立即將工件放入爐中加熱到600~700℃,保溫一定時間,然后隨爐冷卻。
    (5)熱焊、半熱焊時宜采用長弧、大電流焊接。長弧是使藥皮中石墨充分熔化,大電流是保持工件溫度,防止熱影響區產生淬硬組織,并可有效地防止裂紋的產生。
    2.2冷焊補焊工藝及要點
    (1)采用短段焊、斷續焊、分散焊、逐步退焊法。短段焊,即每段長約10~40mm。斷續焊,即焊一段后停留片刻,待工件冷到50~60℃時再焊下一道焊縫,以防止熱量集中。分散焊,在一個部位焊一段后再到另一部位焊接,以減少溫差,降低應力。逐步退焊法,它與連續焊相比,可使焊縫的拉應力峰值有很大降低,故有利于防止焊縫裂紋的產生。
    (2)控制熔合比。減小熔合比,可減小母材中的碳、硫等有害元素進入焊縫,硫是促進形成熱裂紋的有害元素,如果碳含量多,可使馬氏體量也相對增多,冷裂敏感性增大。所以減小熔合比,有利于提高焊縫質量。
    (3)調整焊接熱輸入。采用短段焊、分散焊、斷續焊、多層多道焊,其目的是為防止局部金屬過熱,避免因熱應力而誘發裂紋的產生。
    床身是機床主要部件,大型床身一般采用鑄造方法生產。對于大型床身,根據功能需要,設計的床身壁厚懸殊較大,這將造成鑄件在凝固過程中產生殘余應力,影響床身尺寸精度和使用壽命。近年來,殘余應力的消除引起業界的極大關注,特別是振動時效技術因其具有綠色環保、節能等優點而被廣泛應用。振動時效工藝參數的確定必須確切了解工件殘余應力的分布和大小。
    床身鑄造的基本工藝條件:采用樹脂砂型鑄造方法。鑄造工藝流程為澆注溫度為1400℃,72h后落砂,自然冷卻。
    鑄件凝固過程中系統的熱物理參數、熱邊界條件以及系統內能都隨時間而變化。由于機床床身的尺寸較大,在初始澆注時模型的溫度并不均勻。
    落砂后,在強通風對流條件下,床身溫度變化非常快,較初1h溫度下降高達180℃,4h后床身整體溫度已降至50℃以下,且較低溫度已接近室溫。隨后由于本身溫度較低,溫度變化相對緩慢,7h后較高溫度降至28.5℃,整體溫差只有3℃。同時可以看到鑄件在落砂后,自然對流條件下較薄部位的筋板和橫斷隔板降溫較快,較厚部位的無排屑孔導軌降溫較慢。
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