鑄鋼件裂紋焊補(bǔ)和引進(jìn)注意

鑄鋼件在鑄造生產(chǎn)過中由于各種原因，往往會出現(xiàn)裂紋，嚴(yán)重時會給鑄件造成至命的破壞而報廢。特別是一些大型鑄鋼件，由于零件尺寸大，重量重，運(yùn)輸很不方便，在現(xiàn)場安裝時發(fā)現(xiàn)裂紋，通過制定合理的焊補(bǔ)措施使之，達(dá)到使用性能要求，是很有意義的。

1、工件缺陷情況分析

以焊補(bǔ)處理錘式破碎機(jī)關(guān)鍵件一橫梁環(huán)卷為例，該件重22噸，材質(zhì)ZG270-500，基本結(jié)構(gòu)如圖1所示，呈帶軸孔橫梁的環(huán)形體。錘式破碎機(jī)是某水泥廠   道工序的主要工藝設(shè)備，全年CaC03材料全部經(jīng)由錘式破碎機(jī)橫梁環(huán)卷喉口，破碎成30×50mm小塊，破碎時震動大，工作條件   惡劣。

配件安裝時發(fā)現(xiàn)橫梁與環(huán)卷連接處(a、b、c、d)，均有長度150～250mm不等的裂紋，用角向砂輪機(jī)磨開裂紋處，發(fā)現(xiàn)斷面深處組織呈海棉狀疏松，工具會被粘住，開深至150mm處裂紋痕跡仍無法干凈，由于工件超重、超寬，造成運(yùn)輸困難等等原因，因此，工件只能在現(xiàn)場處理，但現(xiàn)場沒有加熱、保溫以及焊縫和結(jié)構(gòu)應(yīng)力的大型熱處理爐，又由于工件∮1000mm×900mm軸承位和∮3900mm×50mm定位基準(zhǔn)處均已經(jīng)精加工過，故處理過程稍有變形和翹曲，將會造成無法挽回的損失，風(fēng)險相當(dāng)大，工件本身價值28萬元左右，   為嚴(yán)重的是水泥廠大量訂貨合同將無法完成。

2、焊補(bǔ)處理

針對上述情況，與水泥廠設(shè)備部門反復(fù)研究決定采用下列處理上藝方案，并付諸實施：

1>焊補(bǔ)操作

考慮焊縫本身有橫向收縮量，輕者咬邊，重者出現(xiàn)縱向裂紋，因此，為避免焊縫本身收縮引起的裂紋傾向，盡可能促使基體平衡吸收，采用多層多道焊接。先在坡口二側(cè)各焊一道縱焊縫，再橫向來回焊接，如所示，每層焊縫焊后清渣，并檢查有否裂紋，若有應(yīng)磨掉，焊縫表面應(yīng)圓滑過渡，每處焊縫應(yīng)不間斷連續(xù)焊接，直至填滿整條焊縫。

為防止工件變形和盡可能減少焊接過程應(yīng)力產(chǎn)生，工件墊平墊穩(wěn)，先同時在a、d二處進(jìn)行操作，包括開坡口和焊補(bǔ)，完工后立即運(yùn)用遠(yuǎn)紅外電加熱裝置，對焊縫進(jìn)行500℃～570℃焊后回火處理。然后，對b、c二處裂紋以及工件翻身后對遺漏缺陷進(jìn)行處理。

2>全焊縫應(yīng)力

缺陷綜合處理完后，按圖5，用相同加熱裝置進(jìn)行全焊縫應(yīng)力處理。

設(shè)備經(jīng)過一年多的連續(xù)運(yùn)行，沒有出現(xiàn)異常現(xiàn)象。節(jié)省了大件來回運(yùn)輸費(fèi)用，及時將配件，恢復(fù)生產(chǎn)。大型鑄鋼件裂紋的焊補(bǔ)處理，采用上述方法處理效果不錯，實踐證明，上述工藝措施是合理的。

大型鑄鋼件的常見缺陷有氣孔、縮孔及縮松、渣孔、針孔、裂紋、冷隔等。產(chǎn)生這些缺陷的原因大體上包括金屬型預(yù)熱溫度太低、排氣設(shè)計不良、涂料本身排氣性不佳、金屬液處理不符合要求、金屬型設(shè)計存在結(jié)構(gòu)或工藝方面的問題、開模時間或者澆注溫度掌握不準(zhǔn)確等。一般來說，控制好以下幾個方面，可以降低廢品的產(chǎn)生。

1、利用金屬型凝固特點(diǎn)

與砂型相比較，金屬型的導(dǎo)熱性能要高得多，能獲得很大的溫度梯度，使鑄件冷卻。因此，在金屬型鑄造中，不僅共晶合金，甚至結(jié)晶溫度間隔較寬的合金，也能密實的鑄件。同時，金屬型冷卻，可使鑄件晶粒細(xì)化，減輕或有色合金鑄件的針孔。用金屬型成形較小的薄壁鑄件時，金屬液凝固很快，許多情況下，幾乎在澆注完畢時，鑄件的凝固也同時完成。對大而壁薄的鑄件，為了充滿型腔，獲得輪廓清晰的鑄件，要有較高的金屬型溫度和澆注溫度。同時，還   在型腔表面噴刷隔熱涂料。此外，提高澆注溫度能鑄件的補(bǔ)縮條件，因為這樣能使金屬液容易進(jìn)入已被型壁冷卻的下層金屬中。采用底注式時，要求金屬液有   高的溫度，以提高充型能力；但澆注溫度也不能太高，因為溫度太高時，會增大鑄件的收縮量，降低力學(xué)性能。金屬型鑄造中，鑄件產(chǎn)生裂紋的可能性比砂型要大得多，因為金屬型和金屬芯沒有退讓性，阻礙鑄件收縮。另外，鑄件凝固不均勻也是產(chǎn)生裂紋的重要原因。

2、控制金屬型工作溫度

金屬型在噴涂料及澆注之前，要均勻地加熱到工作溫度或接近工作溫度，并且在工作過程中要保持選定的溫度范圍，這樣才能內(nèi)部質(zhì)量和外形尺寸穩(wěn)定的鑄件。確定金屬型的工作溫度時，選擇過高或過低的溫度都會帶來一些不良后果。

1）金屬型溫度過低時，澆入型腔的液態(tài)金屬會降低流動性，使鑄件容易產(chǎn)生冷隔、澆不足、裂紋、氣孔和輪廓不清晰等缺陷；型腔表面受到液態(tài)金屬的強(qiáng)烈加熱，型壁內(nèi)外溫差大，金屬型容易開裂損壞；冷的金屬型上往往凝結(jié)有水汽，澆入液態(tài)金屬時會引起噴濺或爆炸；有些會破壞順序凝固的條件，這時單靠涂料調(diào)整是不行的。

2）金屬型溫度過高時，強(qiáng)度和剛度低，容易產(chǎn)生扭曲變形，導(dǎo)致過早損壞；金屬型溫度過高時，延長了鑄件冷卻時間，不僅降低生產(chǎn)率，而且鑄件結(jié)晶組織變粗，對于有色合金，還容易產(chǎn)生針孔和縮松缺陷；。同時，也容易和澆注合金發(fā)生熔焊現(xiàn)象。

金屬型工作溫度取決于澆注合金的種類、牌號、鑄件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小和壁厚，同時也和合金的澆注溫度有關(guān)。具體的金屬型工作溫度可參照相關(guān)鑄造手冊。

3、選擇合適的澆注溫度

采用金屬型鑄造時，合金的種類和牌號不同，澆注溫度也不同。合金的澆注溫度受下列因素影響：

1）鑄件結(jié)構(gòu)：形狀復(fù)雜、壁薄的大鑄件，澆注溫度應(yīng)高些；形狀簡單的厚壁鑄件或有較大砂芯的鑄件，澆注溫度應(yīng)低些。

2）鑄型溫度：金屬型工作溫度愈低，則澆注溫度應(yīng)愈高。為了完好地充填鑄件的薄斷面，提高合金澆注溫度比提高鑄型溫度有   好的效果。

3）澆注速度：澆注時，液態(tài)金屬在鑄型內(nèi)流動過程中熱量損失少，流動性的降低也就少，因而澆注溫度可低些。若由于鑄件結(jié)構(gòu)的要求，需緩慢澆注時，則應(yīng)將澆注溫度提高。

4）澆注系統(tǒng)：采用頂注式澆注系統(tǒng)時，應(yīng)該用較低的澆注溫度；采用底注式澆注系統(tǒng)時，應(yīng)該用較高的澆注溫度，以便合金在溫度相當(dāng)高時到達(dá)頂部和冒口中。

4、平衡澆注過程中金屬型的熱平穩(wěn)性

金屬型鑄造時，生產(chǎn)量一般都很大，為此，要求金屬型的工藝規(guī)范要保持穩(wěn)定。由于合金的澆注溫度可以由保溫爐控制，因此，金屬型的工作溫度就成了影響工藝規(guī)范穩(wěn)定性的主要因素。

在一個澆注周期中，要想讓金屬型溫度始終保持不變是不可能的，但要求在每次澆注時，金屬型溫度能穩(wěn)定在所選擇的溫度范圍內(nèi)。在生產(chǎn)過程中，從升溫到降溫保持金屬型的熱平衡規(guī)律不變，才能鑄造出來的鑄件內(nèi)、外部質(zhì)量穩(wěn)定。