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,合適的焊接技術和正確的焊接材料,可以成功實現(xiàn)鑄鐵焊接修復。
Stick/MMA手工電弧焊:
在普通鑄鐵的裂紋焊接修復方面,Stick手工電弧焊可以說是蕞好和蕞受歡迎的工藝,尤其是在用戶設備和/或經(jīng)驗有限的情況下。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用(例如歧管和發(fā)動機零件)。然而,如果部件不會受到載荷/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,這可能是一個不錯的選擇。
Oxy Welding氧焊:
在過去,這是一種流行的方法,在電/弧焊機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/技能。不會產(chǎn)生飛濺物,這在修復飛濺物可能造成損壞或昂貴且耗時的清理的關鍵表面時是一個優(yōu)勢。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)域非常干凈絕對至關重要。污垢、油污和雜質(zhì)將使焊接無法實現(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?,如果將零件對接焊接在一起,請將接頭的邊緣斜切。
應使用專業(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度不如Ni55鑄鐵焊條高。對于薄壁件或者小裂紋或者對焊接表面有要求的,推薦使用Ni99鑄鐵氬弧焊絲Mac Cast E405 TIG。一些焊工會聲稱可以使用“通用”鋼電極來焊接鑄鐵。雖然這在某些應用程序中是可能的,但開裂的可能性要大得多,絕對不建議這樣做。
對于關鍵應用、專業(yè)或敏感設備的焊接等,您可能需要咨詢鑄鐵焊條供應商的冶金專家和/或被焊接設備的原始制造商,以確定正確的焊接材料類型。
由于鑄鐵相對較脆且容易開裂(與鋼相比),熱量控制對于實現(xiàn)成功的焊接至關重要。焊接引起的局部熱量導致“熱”金屬以與“冷”金屬不同的速率膨脹和收縮,這可能導致鑄件本身進一步開裂,和/或新焊縫金屬在凝固時開裂,或在使用時開裂。
強烈建議進行預熱和焊后熱處理。鑄鐵焊接通常涉及修復獨特的、難以更換的零件,這意味著您希望一切都對您有利,以便在第一次就獲得蕞佳效果。
在某些應用中,鑄鐵的“冷焊”是可能的。但是,這比“熱焊”風險更大,更具挑戰(zhàn)性,除非您有焊接相同/類似部件/應用的經(jīng)驗,或能夠先進行一些測試焊接,否則我們不建議冷焊。
如有可能,焊接前請將鑄件/部件預熱至120-150℃左右。
如果您使用加熱設備有限,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。除非您有紅外測溫儀等設備,否則測量(或估計)溫度可能會很棘手。無論如何,預熱總比完全不加熱好。盡可能均勻地加熱鑄件很重要。
以下是成功進行stick/MMA手工電弧焊的推薦技術。如果部件現(xiàn)在或?qū)⒁惺茌d荷應力或張力,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一步擴展。
2) 一次運行短焊道(推薦小于25mm,最長不超過30mm),以避免過熱
3) 電流過大會導致過熱,請將電流/安培設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,然后將其余部分錯開。
5) 在每次焊接后立即使用球形錘對每個焊縫進行 1-2 分鐘的敲打,這有助于減少金屬在變冷時收縮
引起的應力,避免焊縫開裂。雖然這并不總是必需的,但建議在開裂風險高的地方使用,包括鑄件將受到載荷/張力的應用。
6) 如果最后一個焊縫的末端太滿或結塊,請將末端向后研磨一點,這樣您就有了一個理想的起點,
不會產(chǎn)生夾渣。
7) 重復上述步驟直到完成,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?,如果溫度測量裝置不可用,請等到焊縫變冷后再焊接下一次。
8) 不要忘記在焊接結束時焊接鉆孔。
在防止開裂方面,焊后熱處理與預熱同樣重要。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。