鑄鐵有不同的類型,只有一些具有有限的可焊性,而另一些則基本無法焊接,例如白口鑄鐵。使用正確的方法,合適的焊接技術(shù)和正確的焊接材料,可以成功實(shí)現(xiàn)鑄鐵焊接修復(fù)。
Stick/MMA手工電弧焊:
在普通鑄鐵的裂紋焊接修復(fù)方面,Stick手工電弧焊可以說是蕞好和蕞受歡迎的工藝,尤其是在用戶設(shè)備和/或經(jīng)驗(yàn)有限的情況下。鑄鐵焊條很容易以小批量量(或“小包裝”)提供,非常適合一次性工作。
Oxy Brazing氧釬焊:
強(qiáng)度不如焊接,并且可能不適用于鑄件將受到高工作溫度的應(yīng)用(例如歧管和發(fā)動(dòng)機(jī)零件)。然而,如果部件不會(huì)受到載荷/張力或高溫和/或焊接工藝不成功的難以焊接類型的鑄鐵的修復(fù),這可能是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。
Oxy Welding氧焊:
在過去,這是一種流行的方法,在電/弧焊機(jī)變得更加便宜和廣泛使用之前。由于該工藝的普及程度下降,采購正確類型的焊接材料可能很困難。請(qǐng)注意,這僅適用于氧乙炔(不是氧液化石油氣)。
MIG:
通常是一種易于使用的工藝,但是鑄鐵 MIG 焊絲的采購可能既困難又昂貴。值得考慮用于較大或重復(fù)性的工作。
TIG氬弧焊:
與手工電弧焊或 MIG 焊接相比,需要更多的經(jīng)驗(yàn)/技能。不會(huì)產(chǎn)生飛濺物,這在修復(fù)飛濺物可能造成損壞或昂貴且耗時(shí)的清理的關(guān)鍵表面時(shí)是一個(gè)優(yōu)勢(shì)。采購正確類型的氬弧焊絲可能既困難又昂貴。
以下焊接指南適用于手工電弧焊,但一般原則適用于所有工藝。
焊接區(qū)域非常干凈絕對(duì)至關(guān)重要。污垢、油污和雜質(zhì)將使焊接無法實(shí)現(xiàn)良好的焊接。清潔部件周圍和所有側(cè)面,而不僅僅是要焊接的直接表面。
使用旋轉(zhuǎn)銼或砂輪消除裂紋,通常蕞好是U形凹槽?;蛘?,如果將零件對(duì)接焊接在一起,請(qǐng)將接頭的邊緣斜切。
應(yīng)使用專業(yè)的鑄鐵焊條,其鎳含量在50%至99%之間。推薦使用Ni99鑄鐵焊條(比如Mac Cast E405)或Ni55鑄鐵焊條(Mac Cast E407)。相比而言,Ni99鑄鐵焊條易于使用但強(qiáng)度不如Ni55鑄鐵焊條高。對(duì)于薄壁件或者小裂紋或者對(duì)焊接表面有要求的,推薦使用Ni99鑄鐵氬弧焊絲Mac Cast E405 TIG。一些焊工會(huì)聲稱可以使用“通用”鋼電極來焊接鑄鐵。雖然這在某些應(yīng)用程序中是可能的,但開裂的可能性要大得多,絕對(duì)不建議這樣做。
對(duì)于關(guān)鍵應(yīng)用、專業(yè)或敏感設(shè)備的焊接等,您可能需要咨詢鑄鐵焊條供應(yīng)商的冶金專家和/或被焊接設(shè)備的原始制造商,以確定正確的焊接材料類型。
由于鑄鐵相對(duì)較脆且容易開裂(與鋼相比),熱量控制對(duì)于實(shí)現(xiàn)成功的焊接至關(guān)重要。焊接引起的局部熱量導(dǎo)致“熱”金屬以與“冷”金屬不同的速率膨脹和收縮,這可能導(dǎo)致鑄件本身進(jìn)一步開裂,和/或新焊縫金屬在凝固時(shí)開裂,或在使用時(shí)開裂。
強(qiáng)烈建議進(jìn)行預(yù)熱和焊后熱處理。鑄鐵焊接通常涉及修復(fù)獨(dú)特的、難以更換的零件,這意味著您希望一切都對(duì)您有利,以便在第一次就獲得蕞佳效果。
在某些應(yīng)用中,鑄鐵的“冷焊”是可能的。但是,這比“熱焊”風(fēng)險(xiǎn)更大,更具挑戰(zhàn)性,除非您有焊接相同/類似部件/應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn),或能夠先進(jìn)行一些測(cè)試焊接,否則我們不建議冷焊。
如有可能,焊接前請(qǐng)將鑄件/部件預(yù)熱至120-150℃左右。
如果您使用加熱設(shè)備有限,則可以在傳統(tǒng)的烹飪烤箱中加熱小部件,這也可以輕松控制溫度。
較大的組件將需要氧氣炬或液化石油氣燃燒器火炬。除非您有紅外測(cè)溫儀等設(shè)備,否則測(cè)量(或估計(jì))溫度可能會(huì)很棘手。無論如何,預(yù)熱總比完全不加熱好。盡可能均勻地加熱鑄件很重要。
以下是成功進(jìn)行stick/MMA手工電弧焊的推薦技術(shù)。如果部件現(xiàn)在或?qū)⒁惺茌d荷應(yīng)力或張力,這些步驟尤其重要。
1) 在裂縫的兩側(cè)鉆孔,這將有助于消除裂紋進(jìn)一步擴(kuò)展。
2) 一次運(yùn)行短焊道(推薦小于25mm,最長不超過30mm),以避免過熱
3) 電流過大會(huì)導(dǎo)致過熱,請(qǐng)將電流/安培設(shè)置保持在焊條制造商建議的范圍內(nèi)盡可能低。
4) 與其連續(xù)施焊,不如將焊縫錯(cuò)開到裂紋的長度上,以幫助均勻地分布熱量和張力。例如,在裂縫的每一端短焊一次,然后在中間短焊一次,然后將其余部分錯(cuò)開。
5) 在每次焊接后立即使用球形錘對(duì)每個(gè)焊縫進(jìn)行 1-2 分鐘的敲打,這有助于減少金屬在變冷時(shí)收縮
引起的應(yīng)力,避免焊縫開裂。雖然這并不總是必需的,但建議在開裂風(fēng)險(xiǎn)高的地方使用,包括鑄件將受到載荷/張力的應(yīng)用。
6) 如果最后一個(gè)焊縫的末端太滿或結(jié)塊,請(qǐng)將末端向后研磨一點(diǎn),這樣您就有了一個(gè)理想的起點(diǎn),
不會(huì)產(chǎn)生夾渣。
7) 重復(fù)上述步驟直到完成,確保作業(yè)中保持足夠的熱量(根據(jù)焊縫的大小,您可能需要在焊接過程
中重新加熱)。遵循蕞高100攝氏度的層間溫度?;蛘?,如果溫度測(cè)量裝置不可用,請(qǐng)等到焊縫變冷后再焊接下一次。
8) 不要忘記在焊接結(jié)束時(shí)焊接鉆孔。
在防止開裂方面,焊后熱處理與預(yù)熱同樣重要。重新均勻加熱部件,然后將工作包裹在某些材料(例如焊毯或厚抹布)中,這將有助于保持熱量并使組件盡可能緩慢地冷卻。