[发明专利]快速焊接修复大型灰铸铁件缺陷的焊接材料及修复方法

说明书

技术领域

本发明属于铸件挽救工程技术领域，涉及一种快速焊接修复大型灰铸铁件缺陷的焊接材料，本发明还涉及一种大型灰铸铁件缺陷快速焊接修复的方法。

背景技术

铸造过程工艺复杂，铸件缺陷在所难免，对缺陷铸件实施挽救修复是企业增资节能的重要举措，有利于环境保护和节约资源。

由于铸铁固有的凝固特性，在焊接过程中极易产生焊补区白口和裂纹。目前，对灰铸铁件进行高质量修复的方法是气焊和电弧热态焊。这两种方法用来焊补中小型铸件操作简单，效果很好；但若对于大型铸件则会因为加（预）热难度大，气焊无法实现熔合焊接；电弧焊冷速过大，焊接区加工性能差。而诸如机床床身、大型齿轮及风电器件等铸铁件的缺陷几率较高，而且焊接修复的附加值较大。尤其是对于较大的缺陷，会因为焊接过程热的过度输入而容易造成焊接区应力过大导致铸件变形或出现开裂，焊接难度更大。铸件生产企业对于重要加工面上的缺陷往往显得束手无策，只能报废。大型报废件的肢解和破碎过程需要花费大量的能源；铸件的再生产又一次需要熔炼，这在消耗能源的同时，排放的废气和熔渣也对环境造成了二次污染。这还不包括劳动力和时间成本的浪费。

因此，研究和开发大型灰铸铁件缺陷的快速焊接修复方法及材料不仅非常必要，而且具有较高的经济价值和社会效益。

发明内容

本发明的目的是提供一种快速焊接修复大型灰铸铁件缺陷的焊接材料，解决了现有技术下灰铸铁件缺陷难以处理的难题，在室温下施焊，能有效地降低白口和裂纹倾向，而且焊缝成分、组织和色泽与铸件基本一致。

本发明的另一目的是提供一种大型灰铸铁件缺陷快速焊接修复的方法。

本发明采用的技术方案是，一种快速焊接修复大型灰铸铁件缺陷的焊接材料，用于大型HT150灰铸铁件时，由以下组分的粉末按重量百分比均匀混合而成：Fe₂O₃33%-38%、Al27%-30%；Na₂CO₃1.4%-1.6%、Na₂B₄O₇4%-6%、CaF₂4%-6%、CaO7%-10%；以及G4%-5%、生铁7%-10%、SiO₂5%-8%，总重量为100%；

用于大型HT200灰铸铁件时，由以下组分的粉末按重量百分比均匀混合而成：Fe₂O₃33%-38%、Al27%-30%；Na₂CO₃1.4%-1.6%、Na₂B₄O₇4%-6%、CaF₂4%-6%、CaO7%-10%；以及G4%-5%、生铁7%-10%、75Si-Fe4%-6.5%、Ni0.5%-3.2%、Bi0.1%-0.5%，总重量为100%；

用于大型HT250灰铸铁件时，由以下组分的粉末按重量百分比均匀混合而成：Fe₂O₃33%-38%、Al27%-30%；Na₂CO₃1.4%-1.6%、Na₂B₄O₇4%-6%、CaF₂4%-6%、CaO7%-10%；以及G3%-4%、生铁6%-10%、75Si-Fe4%-6%、Ni0.5%-3.2%、Bi0.1%-0.5%、Ti0.5%-1.8%、60Si-Ca1.8%-2.4%、Al₂O₃0.5%-3.2%，总重量为100%。

本发明采用的另一技术方案是，一种大型灰铸铁件缺陷快速焊接修复的方法，该方法按照以下步骤具体实施：

步骤1、对缺陷铸件的缺陷部位实施打磨，加工出坡口；

步骤2、沿坡口上缘周边造型：使用型砂或水泥沿缺陷坡口上部周边修筑堤坝，堤坝的上缘留有点火引信的引入槽；

步骤3、装填焊接材料：针对具体牌号的铸件，将相应的焊接材料装填入坡口和堤坝构成的空间内，埋入点火引信后夯实、填满，最后在上面压上压盖；

步骤4、点燃点火引信，使得焊接材料中的发热剂发生放热反应，将焊接材料中的所有组分全部熔化变为熔敷金属，熔敷金属中的铁液密度高于熔渣沉入坡口中，而熔渣上浮与铁液发生分层；

步骤5、使熔敷金属缓冷凝固，得到包括熔渣和多余金属层的焊接区金属；