焊接修補是閥門常用的一種修復方法。
閥門的破損主要出現在鑄鐵閥門上。鑄鐵性脆、可焊性差,給閥門修復帶來一定困難。因此,在鑄鐵件上進行焊修時,應嚴格遵守操作規程,按照技術要求施焊,才能保證焊接修復質量。
(1)補焊方法及工藝規范。鑄鐵常用補焊方法及工藝特點見表9-2。鑄鐵電焊條選用見表9-3。目前有一種自制的奧氏體銅鐵焊條焊補鑄鐵件,效果很好。其制備方法是將鎳鉻絲穿在紫銅管內,紫銅管外敷藥皮,用電爐烘干而成,見表9-4。鑄鐵補焊電流范圍參考表9-5。
焊補方法 | 分類 | 工藝特點 |
氣焊 | 熱焊法 | 焊前預熱600~650℃,呈暗紅色,快速施焊。采用鑄鐵填充 材料,焊后加熱650~700℃2,保溫緩冷。焊件應力小,不易裂 紋,焊后可加工,硬度、強度與母材基本相同。但焊件壁較厚 時,難以焊透 |
冷焊法 | 又叫不預熱氣焊法。工件焊前不需預熱,用焊炬烘烤被焊工 件坡口周圍或加熱“減應區”。焊接過程中應注意加熱“減應區” 的溫度,一般為600~700℃,焊后緩冷。采用高硅量的氣焊絲, 焊后不易產生裂紋,加工性能較好。但若加熱“減應區”選擇不 當或溫度不當,會有較大的殘余應力存在 |
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釬焊 | 用氣焊火焰加熱,一般用黃銅絲做釬料,焊后可加工,但強 度較低,耐溫性能也較差;主要優點是不易產生裂紋,焊接幾 何質量較好。常用于載荷強度不高或應力較大的鑄件的補焊 |
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電弧焊 | 熱焊法 | 焊前將零件預熱至600~650℃,快速施焊,焊后緩冷。適用 于小型鑄件熱焊或者大型鑄件的局部預熱焊 |
半熱 焊法 |
焊前整體或局部預熱至300~400℃,快速施焊,焊后緩冷, 創造“石墨化”條件,適于鑄208等焊條。對于應力較小處可采 用電弧切割坡口,使局部造成預熱條件,并借焊接過程中的熱 量促進“石墨化”作用 |
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電弧焊 | 冷焊法 | 即常溫焊接。工件無需預熱,這種方法應用較廣泛。多采用 非鑄鐵組織的焊條,嚴格執行“短弧、斷續、小規范”的要點。 多用于球墨鑄鐵的閥門體和閥門蓋的焊補 |
速冷 焊法 |
在坡口周圍預先敷蓋濕布或濕泥團,每段焊完后立即用冷空 氣或石蠟、冷水冷卻焊縫,以吸收焊縫熱量,減少受熱面積, 采用回火焊道減少熱裂紋。適于非加工面的施焊 |
焊條名稱 | 統一 牌號 |
符合國 家標準 |
焊芯 成分 |
藥皮 類型 |
焊縫金屬 | 電源種類 | 用途 |
氧化型鋼芯 鑄鐵焊條 |
鑄100 | TZG-1 | 碳鋼 | 氧化型 | 碳鋼 | 交、直流 | 用于焊后不需 要加工的一般灰 鑄鐵 |
高釩鑄鐵 焊條 |
鑄116 鑄117 |
TEG-3 TZG-3 |
碳鋼或 高釩鋼 |
低氫型 (高釩 藥皮) |
碳鋼或高釩鋼 | 直流 (反接) 或交流 直流 |
用于強度較高 的灰鑄鐵(否則 焊縫易剝離)、 球墨鑄鐵、可鍛 鑄鐵 |
鋼芯球墨 鑄鐵焊條 |
鑄238 | 碳鋼 | 石墨型 | 球墨鑄鐵+碳鋼 | 交、直流 | 球墨鑄鐵件補 焊。球墨鑄鐵預 熱至500℃,焊 后熱處理 |
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鑄鐵芯 鑄鐵焊條 |
鑄248 | 灰鑄鐵 | 石墨型 | 灰鑄鐵 | 交、直流 | 厚壁鑄鐵件 補焊 |
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鋼芯墨化到 鑄鐵焊條 |
鑄208 | 碳鋼 | 石墨型 | 灰鑄鐵 | 交、直流 | 一般灰鑄鐵, 需預熱至400℃, 剛度較小的零件 可不預熱 |
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純鎳鑄鐵 焊條 |
鑄308 | TZNi | 純鎳 | 石墨型 | 純鎳 | 交、直流 | 用于重要的灰 鑄鐵件,壓力較 高的重要鑄鐵 件,焊后加工性 能好 |
鎳鐵鑄鐵 焊條 |
鑄408 | TZNiFe | 鎳鐵 合金 |
石墨型 | 鎳鐵合金 | 直流 (正接) 或交流 |
用于強度較高 的灰鑄鐵和球墨 鑄鐵。加工,但 熔合區稍硬 |
鎳銅 (蒙耐爾) 鑄鐵焊條 |
鑄508 | TZNiCu | 鎳銅 合金 |
石墨型 | 鎳銅 合金 |
直流(正接) 或交流 |
用于灰鑄鐵, 抗裂性好,加工 性較好,但強度 較低 |
銅鐵鑄鐵 焊條 |
鑄607 | TXCuFe | 紫銅 | 低氫型 | 銅鐵 合金 |
直流 (反接) |
用于一般鑄鐵 件,加工性能差, 而塑性好,抗熱 應力裂紋性能 好,但強度較低 |
銅鐵鑄鐵 焊條 |
鑄616 | TZCuFe | 銅芯鐵 皮或銅 包鐵芯 |
低氫型 或鈦鈣 型 |
銅鐵 合金 |
交、直流 | 灰鑄鐵,抗裂 性與加工性尚 可,強度低 |
紫銅管 | 銅絲牌號 | 鋼絲直徑 | 焊條長度 | 藥皮外徑 | 主要用途 | |
外徑 | 內徑 | |||||
φ4 | φ2 | OCr18Ni9 | φ1.6 | 250±3 | φ5.5~5.8 | 用于壁厚8mm以上, 要求焊縫強度較高,加 工性要求不高的斷裂焊 接修復 |
φ3 | φ2 | Cr15Ni60 | φ1.5 | 250±3 | φ4.3~4.5 | 用于有加工要求,受 力較大或有密封壓力要 求,壁厚在5ram以上的 斷裂或有凹坑缺陷的焊 接修復 |
φ3 | φ2 | Cr20Ni80 | φ1.8 | 250±3 | φ4.3~4.5 | 用于有較高機械加工 性,受力要求不大的斷 裂修復 |
φ2 | φ1 | OCr18Ni9 | φ0.8 | 160±2 | φ3.0~3.2 | 用于壁厚小于4mm, 有0.2~0.3MPa密封壓 力要求,加工要求不高 的斷裂修復 |
坡口類型 | 焊縫形式 | 焊件厚度或坡口深度/mm | 焊條直徑DN/mm | 焊接電流/A |
單面坡口 | 2 | 2 | 55~60 | |
2.5~3.5 | 3.2 | 80~100 | ||
4~5 | 3.2 | 90~120 | ||
4 | 130~150 | |||
5 | 140~180 | |||
5-6 | 4 | 140~160 | ||
雙面坡口 | 6~12 | 4 | 160~180 | |
12 | 4 | 160~200 | ||
單面坡口 | 2 | 2 | 55~60 | |
3 | 3.2 | 80~100 | ||
4 | 3.2 | 90~110 | ||
4 | 130~160 | |||
5~6 | 4 | 150~180 | ||
5 | 150~200 | |||
7 | 4 | 150~180 | ||
4 | 160~200 |
(2)止裂孔、坡口的形式及尺寸,見圖9-42和圖9-43,表9-6和表9-7。


壁厚尺寸 | 止裂孔直徑 |
4~8 | φ3~4 |
8~15 | φ4~6 |
15~25 | φ6~8 |
25以上 | φ8~10 |
H | B | A | R | a | t |
15~40 | 10 | 15~20 | 16~18 | 5~8 | 完全除掉裂紋厚度 |
40~80 | 15 | 30~50 | 28~30 | 8~12 |
(3)防止裂紋的措施。焊接修復時應防止產生新的裂紋,其措施是:
①鑄鐵補焊時應盡量選用小電流、細焊條、短弧焊。焊接速度不宜太慢,避免過大的擺動,減小溫度擴散。
②短焊道、間隔焊。根據被焊母材的厚度,按10~30mm為一段,工件越薄則焊道應越短,分散在不同處起焊,以避免應力疊加。
③采用加熱“減應法”。所謂加熱“減應法”就是在焊前與焊接過程中,用火焰加熱鑄鐵零件的適當部位,該部位受熱變形,使焊接處預先產生向外的應力。經焊后,該部位冷卻,預加在焊縫處的應力消失,從而減小了焊接應力,避免裂紋。加熱的部位叫做加熱“減應區”,其溫度一般為600~700℃。“加熱減應區”的選擇很重要,需了解零件熱脹冷縮規律,掌握應力分布情況。加熱“減應區”一般應選在焊道收縮時而受力的相鄰、相關、對稱的部位。
④選用適當的焊條。如銅基焊條、高釩焊條、堿性焊條等,其抗裂性較好。同時還應注意填滿弧坑,收弧時再次填補,避免火口裂紋。
⑤錘擊焊縫。每次熄滅弧后,熔池剛凝固時,應立即錘擊焊縫,以松弛焊縫收縮應力,防止產生熱應力裂紋。
(3)防止氣孔產生的措施。產生氣孔的主要原因是在燒焊過程中,自由態石墨被燒損,形成的一氧化碳未來得及析出,被凝固到金屬中形成氣孔。同時空氣中的氧、氮、氫等氣體也會滲入熔池,尤其是銅基焊條或黃鋼釬焊時,銅易吸附空氣中的氫而形成針孔。坡口處理不干凈,有油污、水分存在,也容易使焊道中產生氣孔。為了防止氣孔的產生,應注意以下幾點:
①焊前必須將坡口及缺陷部位清理干凈。可采用堿水刷洗、汽油清洗或用氧乙炔焰燒凈油污,再用鋼絲刷子刷干凈。
②焊條在使用前應烤干,特別是低氫型與石墨化型焊條,用前必須經150~200℃烘烤2h,使藥皮吸的潮氣完全烘干,然后使用。
③如果采用多層焊,在每焊完一層后,必須經冷卻,并認真清理焊渣,再焊第二層。
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