[发明专利]一种材质为球墨铸铁的铜模底板修补焊接的方法

说明书

本发明的一种材质为球墨铸铁的铜模底板修补焊接的方法，包括以下步骤：将铜模底板待修复部位清理并打磨至露出金属光泽；将铜模底板待修复部位开出斜边U形坡口并磨削、打磨；将斜边U形坡口内熔敷金属，使用碳钢螺栓将斜边U形坡口与铜模底板母材固定在一起；在距离铜模底板待修复部位50mm‑100mm处开设止裂孔，将斜边U形坡口的渗碳层切割、磨削处理；将铜模底板待修复部位局部预热；使用烘焙过的J506型焊条对铜模底板待修复部位的打底层进行焊接；采用保温缓冷的方式使铜模底板裂纹焊接区域缓慢冷却后自然冷却。本发明能够提高铜模底板焊缝处的强度和融合性、有效解决铜模底板在焊后出现焊缝裂纹和成片剥离的问题。

技术领域

本发明属于焊接成型与控制领域，具体涉及一种材质为球墨铸铁的铜模底板修补焊接的方法。

技术背景

火法冶炼系统生产过程中所使用的铜模底板主要用于生产铜阳极板时铜模的浇铸。浇铸时将高温液态杂铜在1100-1270℃时浇在铜模底板表面，浇铸完成后冷却，在红热状态下用吊车起模，完成铜阳极板的铸造作业。而铜模导热性能差，浇铸时表面温度瞬时升高，铜模表面与内部温度不均，产生温差应力，在温差应力和拉应力作用下使得铜模底板出现双耳表面开裂、底板中心成块脱落及四周边角开裂的现象。裂纹深度一般在40-50毫米，宽度一般在2-5毫米，导致所铸模型表面不平整、尺寸达不到标准要求，严重影响了铜阳极板的产品质量。而铜模每浇铸20-30件铜阳极板后便会出现以上现象，整批更换势必会造成材料的浪费，增大生产单位材料成本，因此对有缺陷的铜模底板进行修补处理是非常有必要的。

发明内容

现有技术中，铜模底板经修复后，部分铜模底板焊缝会出现裂纹、填充物从结合区脱落等问题，从而严重影响铜模底板修复后的使用寿命。本发明对球墨铸铁表面开裂、脱落的原因进行分析后，通过对焊接裂纹的控制、焊接前的准备、焊接方法与工艺的选用、焊后的处理等几个方面的控制，提出了本发明方法，本发明能够提高铜模底板焊缝处的强度和融合性、有效解决铜模底板在焊后出现焊缝裂纹和成片剥离的问题。

本发明采用以下技术方案：

一种材质为球墨铸铁的铜模底板修补焊接的方法，其特征在于，所述方法包括依次进行的以下步骤：

(1)将铜模底板待修复部位清理并打磨至露出金属光泽；

(2)将清理并打磨后的铜模底板待修复部位开出斜边U形坡口，将斜边U形坡口底部磨削、打磨；

(3)将斜边U形坡口内熔敷金属，使用碳钢螺栓将斜边U形坡口与铜模底板母材固定在一起；

(4)在铜模底板待修复部位的两端距离铜模底板待修复部位50mm-100mm处开设止裂孔，将斜边U形坡口的渗碳层切割、磨削处理；

(5)将铜模底板待修复部位局部预热至100℃-150℃；

(6)使用烘焙过的J506型焊条对铜模底板待修复部位的打底层进行焊接，铜模底板待修复部位的打底层焊接的电流为95A-105A；再使用烘焙过的J506型焊条对铜模底板待修复部位的填充层进行焊接，铜模底板待修复部位的填充层焊接的电流为150A-160A；最后使用烘焙过的J506型焊条对铜模底板待修复部位的盖面层进行焊接，铜模底板待修复部位的盖面层焊接的电流为160A-180A；

(7)采用保温缓冷的方式使铜模底板裂纹焊接区域缓慢冷却至40℃-60℃，再将铜模底板裂纹焊接区域自然冷却。

根据上述的材质为球墨铸铁的铜模底板修补焊接的方法，其特征在于，步骤(6)中J506型焊条烘焙的工艺条件为：350℃-500℃烘焙1h-2h；铜模底板待修复部位的打底层焊接采用3.2mm的J506型焊条，铜模底板待修复部位的填充层焊接、铜模底板待修复部位的盖面层焊接均采用4.0mm的J506型焊条；焊接采用直流电焊机、反接进行，焊接方法为异质焊缝电弧冷焊法与栽丝法结合。