1、概述
在工业管线的承压阀门中,铸钢阀门由于其成本的经济性和设计的灵活性,受到广泛运用。但是由于铸造工艺受到铸件尺寸、壁厚、气候、原材料和施工操作的种种制约,铸件会出现砂眼、气孔、裂纹、缩松、缩孔和夹杂物等各种铸造缺陷,尤以砂型铸造的合金钢铸件为更多。因为钢中合金元素越多钢液的流动性越差,铸造缺陷就更易产生。因此,缺陷判别和制订合理、经济、实用及可靠的补焊工艺来确保补焊后的阀门符合质量要求已成为阀门冷热加工共同关注的问题。本文介绍几种常见铸钢件缺陷的补焊方法和经验(焊条采用旧牌号表示)。
2、缺陷处理
2.1、缺陷判断
在生产实践中,有些铸件缺陷不允许补焊,如贯穿性裂纹、穿透性缺陷(穿底)、蜂窝状气孔、无法清除的夹砂夹渣和面积超过65cm2的缩松等,以及双方合同中约定的其他不能补焊的重大缺陷。在补焊前应判断缺陷的类型。
2.2、缺陷剔除
在工厂里一般可采用碳弧气刨吹去铸造缺陷,然后用手提角磨机打磨缺陷部位至露出金属光泽。但生产实践中更多的是直接用碳钢焊条大电流除去缺陷,并用角磨机磨出金属光泽。一般铸件缺陷剔除,可用<4mm-J422焊条,160～180A电流,将缺陷除干净,角磨机将缺陷口打磨成U形,减少施焊应力。缺陷清除的彻底,补焊质量好。
2.3、缺陷部位预热
碳素钢和奥氏体不锈钢铸件,凡补焊部位的面积<65cm2,深度<铸件厚度的20%或25mm,一般无需预热。但ZG15Cr1Mo1V、ZGCr5Mo等珠光体钢铸件,由于钢的淬硬倾向大,冷焊易裂,应作预热处理,预热温度为200～400℃(用不锈钢焊条补焊,温度取小值),保温时间应不少于60min。如铸件不能整体预热,可用氧-乙炔在缺陷部位并扩展20mm后加热至300-350℃(背暗处目测观察微暗红色),大号割炬中性焰枪先在缺陷处及周边做圆周快速摆动几分钟,然后改为缓慢移动保持10min(视缺陷厚度而定),使缺陷部位充分预热后,迅速补焊。
3、补焊方法
3.1、要求
对奥氏体不锈钢铸件进行补焊时,要在通风处,使之快速冷却。对珠光体低合金钢铸件和补焊面积过大的碳钢铸件则应选背风处或用挡风板遮挡,避免快冷造成裂纹。补焊一个堆层的,补焊后应立即清除药渣,并沿缺陷中心向外均匀地锤击,降低补焊应力。若补焊分几层进行(一般3～4mm为一补焊层),则每层补焊后均要及时清除药渣和锤击补焊区域。如在冬季施焊,ZG15Cr1Mo1V类的珠光体合金钢铸件,每补焊一层还应用氧-乙炔反复加热,再迅速补焊,以避免产生焊接裂纹。
3.2、焊条处理
补焊前,应首先检查焊条是否预热,一般焊条应经150～250℃烘干1h。预热后的焊条应置保温箱中,做到随用随取。焊条反复预热3次,若焊条表面药皮有脱落、开裂和生锈,应不予使用。
3.3、补焊次数
承压铸件,如阀门壳体经试压渗水,同一部位一般只允许补焊一次,不能重复补焊,因为多次补焊会使钢中晶粒粗大,影响铸件的承压性能,除非铸件可以在焊后重新进行热处理。其他非承压同一部位的补焊,一般规定补焊不超过3次。同一部位的补焊超过二次的碳钢铸件,焊后应作消除应力处理。