[发明专利]一种快速焊接修复大型ZG20铸钢件缺陷的方法及焊接材料

说明书

原案申请号：201010204149.3

原案申请日：2010年6月21日

原案发明名称：《快速焊接修复大型铸钢件缺陷的焊接材料及修复方法》

技术领域

本发明属于铸件焊接修复技术领域，涉及一种快速焊接修复大型ZG20铸钢件缺陷的方法，本发明还涉及一种快速焊接修复大型ZG20铸钢件缺陷的焊接材料。

背景技术

铸造是材料成形的第一道工序，由于铸造生产过程的复杂性，不可避免的造成各种铸造缺陷。缺陷导致的铸件报废除了给生产企业带来直接的经济损失之外，废品件的后续处理也给社会带来压力，对环境造成伤害。尤其是大型废品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。当然，这还不包括劳动力和时间成本的浪费。因此，对大型缺陷铸件进行挽救修复是企业增资节能、提高经济效益的举措，有利于环境资源的可持续发展及人类社会的健康。

大型铸钢件缺陷焊接修复的难度在于：因铸件导热过快引起的焊接区熔合不良，或因熔敷金属量多导致热应力过大而开裂。采用电渣焊修补缺陷则易造成焊接区金属晶粒粗大，引起焊区性能降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种快速焊接修复大型ZG20铸钢件缺陷的方法，实现在室温下直接焊接修补缺陷铸件，并能有效地抑制焊区晶粒粗化，降低裂纹倾向，焊接区色泽与铸件本体一致。

本发明的另一目的在于提供一种快速焊接修复大型ZG20铸钢件缺陷的焊接材料。

本发明所采用的技术方案是，一种快速焊接修复大型铸钢件缺陷的焊接材料，用于大型ZG35CrMo铸钢件焊接修复时，由以下组分的粉末按重量百分比均匀混合组成：三氧化二铁33％-38％、铝24％-28％、纯碱1.4％-1.6％、硼砂4％-7％、萤石8％-12％、氧化钙6％-8％、中碳锰铁4％-5％、二氧化硅6％-8％、三氧化二铬3％-5％、钼铁1％-2％，总重量为100％；

用于大型ZG20铸钢件焊接修复时，由以下组分的粉末按重量百分比均匀混合组成：三氧化二铁35％-38％、铝20％-25％、纯碱1.4％-1.6％、硼砂5％-7％、萤石8％-10％、氧化钙10％-12％、二氧化硅6.5％-7.5％、氧化锰3.5％-5％，总重量为100％。

本发明所采用的另一技术方案是，一种快速焊接修复大型铸钢件缺陷的方法，该方法按照以下步骤实施：

步骤1、在缺陷铸件的缺陷部位加工出坡口；

步骤2、沿坡口开口上缘周边造型：沿缺陷坡口上部周边修筑堤坝，堤坝的上缘设置点火引信的引入槽；

步骤3、装填焊接材料：针对具体牌号的铸钢件，将相应配制的焊接材料装填入坡口及堤坝形成的空间中，埋入点火引信后夯实、填满焊接材料，最后在堤坝上沿压上压铁；

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、放热反应后0.5-1分钟，立即用水喷注使熔敷金属快速冷却，得到包括熔渣和多余金属层的焊接区金属；

步骤6、待焊接区金属冷却到400℃以下，去掉压铁和堤坝，去除焊接区金属高出铸件表面的部分，即成。

本发明的有益效果是，应用铸造放热冒口技术和铝热剂发热原理，焊接区机械保护作用良好；焊接速度可控性好，环保性好；焊接温度低，对铸件本体的熔化程度小，熔合区窄小；焊接区组织致密，通过调整焊粉材料成分，获得与不同牌号铸钢件相对应的焊缝金属，非常适合各类大型铸钢件各种缺陷的焊接修复。

附图说明

图1是采用本发明方法对铸件缺陷打磨后的待焊部位形状图；

图2是采用本发明方法对缺陷上部修筑堤坝造型图；

图3是采用本发明方法的焊接之前的焊粉装填示意图；

图4是采用本发明方法的焊后焊接区结构图；

图5是采用本发明方法加工后的铸件焊接区。

其中，1.缺陷铸件，2.堤坝，3.压铁，4.焊接材料，5.点火引信，6.熔敷金属，7.焊接区金属，8.坡口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明的快速焊接修复大型铸钢件缺陷的焊接材料，按照其功能包括三部分的粉末：