一种铸件缺陷消除方法技术

本发明专利技术公开了一种铸件缺陷消除方法，属于铸件处理领域。本发明专利技术的一种铸件缺陷消除方法包括五个步骤，缺陷清理：普通表面缺陷打磨消除，普通裂纹缺陷与重大缺陷进行下一步操作；坡口制备：在缺陷部位开U型坡口，坡口面为平滑曲面；焊前预热：普通缺陷进行局部预热，重大缺陷整体预热；焊补：先沿坡口侧面堆焊1～2层，然后将堆焊部位中凹陷部分焊满；重复此步骤直到将坡口全部焊满；焊后处理：普通缺陷焊补后进行消氢处理，重大缺陷焊补后进行退火处理。通过对焊补方法的改进，对不同缺陷修补工艺参数的优化，大大降低了修复缺陷过程中出现不良影响因素的概率，节约了修补缺陷的时间，保证铸件修复合格率的同时还达到了节约成本的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种铸件缺陷消除方法
本专利技术涉及铸件处理领域，更具体地说是涉及一种铸件缺陷消除方法
技术介绍
铸造是人类掌握比较早的一种金属热加工工艺，中国约在公元前1700～前1000年之间已进入青铜铸件的全盛时期，工艺上已达到相当高的水平。铸造是将液体金属浇注到与零件形状相适应的铸造空腔中，待其冷却凝固后，以获得零件或毛坯的方法。铸造的产物称为铸件，铸件的用途非常广泛，已运用到五金及整个机械电子行业等，具体用到建筑、工程机械、冶金设备等大型机械的铸件零件数量也在不断增大。目前冶金工业当中，大型铸钢件(≥10～200吨)在铸造生产时，由于铸型工艺、铸件原料的性质、造型材料的性能等一系列因素的影响，产品中不可避免的会产生铸造缺陷，这些缺陷在加工成品过程中或现场安装时会对铸件造成致命的破坏而报废，因此需要及时对铸钢件缺陷进行消除处理。焊补方法是一种常用的铸钢件缺陷消除方法，通过焊接来修补铸件上的缺陷，铸钢件上的铸造缺陷几乎都可以用焊补法修复。但是大型铸钢件由于工件尺寸超大，获得的结晶组织较粗大且偏析严重，裂纹倾向较大，导致常规焊接方法对缺陷焊接修复的难度大，在焊接时易在母材的近缝区产生低塑性的淬硬组织，使得焊缝金属易产生热裂纹和冷裂纹，最终影响大型铸钢件的成品率以及返修后的整体性能。经检索，中国专利公开号CN105382432A，公开日2016年3月9日，公开了一种重型金属铸件缺陷修补的工艺。该专利技术工艺包括以下步骤：a、准备待修补的金属铸件，对金属铸件的缺陷部位进行清理，除杂质，使缺陷的边角平缓过渡；b、对步骤a中清理缺陷处的金属铸件局部加热，如果缺陷过大需要整体加热，温度200～300℃；c、对步骤b中的缺陷处选择同铸件材质相同或相近的焊材进行焊补，在堆焊过程中继续加热，使修复材料处于200～300℃状态，保持到焊补结束，24小时不停；d、如果已堆焊满，则及时去应力退火，完成金属铸件缺陷处的修补工艺。该专利技术虽然可以修补金属铸件表面和内部的缺陷，一定程度上提高金属铸件的强度，但是使用该方法后焊补缺陷处仍存在着易开裂的问题。
技术实现思路
1.专利技术要解决的技术问题针对现有技术中大型铸钢件缺陷修补时易出现开裂现象的问题，本专利技术提供了一种铸件缺陷消除方法。本方法针对不同类型的缺陷采用对应的修补方法，避免了修补铸钢件缺陷时开裂现象的发生，提高了大型铸钢件的成品率，保证了大型铸钢件返修后的整体性能。2.技术方案为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：一种铸件缺陷消除方法，包括以下步骤：一、缺陷清理：普通表面缺陷打磨消除；普通裂纹缺陷与重大缺陷进行下一步操作；二、坡口制备：在缺陷部位开U型坡口，坡口面为平滑曲面；三、焊前预热：普通缺陷进行局部预热，重大缺陷整体预热；四、焊补：先沿坡口侧面堆焊1～2层，然后将堆焊部位中间凹陷部分焊满；重复此步骤直到将坡口全部焊满；五、焊后处理：普通缺陷焊补后进行消氢处理，重大缺陷焊补后进行退火处理。当铸件缺陷满足条件：(1)、深度≥50mm；(2)、长度≥300mm；(3)、体积≥1000cm3中任意一条或一条以上时称为重大缺陷，否则称为普通缺陷。本专利技术对铸钢件的特点及裂纹出现机理进行了分析后提供的上述方案，避免了在修复过程中出现致命的不良影响因素，使最终修复铸件的成品率大大提高。进一步地，所述步骤三中局部预热采用氧乙炔焰进行。局部预热温度≥100℃，预热区域为距坡口边缘≤100mm范围；整体预热温度≥250℃。氧乙炔焰进行局部预热，成本低，设备移动方便且加热温度与加热范围好控制，本方案所述预热温度下限为起到焊前预热应有效果的最低温度。进一步地，所述步骤四采用熔化极二氧化碳气体保护焊接法。二氧化碳气体纯度≥99.7％，气体含水量小于0.005％；采用焊丝为进一步地，焊补时焊丝不作横向摆动，起弧点及接头点避开拐角处，避免产生咬边和未熔合缺陷。进一步地，焊补第一层时，采用小电流，慢速焊接，采用200A的电流焊接，同时焊接速度也相应的降低。进一步地，每一层面焊完后，均进行锤击，先锤击中部，再锤击两侧。第一层面和最后一层面焊完后不进行锤击。锤击采用圆头风铲，锤痕应紧密且避免重复，锤击过程缓慢进行以防止焊接的硬化。进一步地，普通缺陷的焊补层间温度≥100℃；重大缺陷的焊补层间温度≥300℃。层间温度的上限是不使焊补处出现热应力裂纹的温度。进一步地，所述步骤五中的退火处理方法为将焊补后的铸件在300℃的炉膛内保温2小时后以40℃/小时的速度升温至600～640℃，保温T＝4.57×10-3D小时，D为焊补处铸件的厚度，单位为毫米，然后以≤40℃/小时的速度降温至150℃后，出炉空冷。根据本方案的方法进行修复后的铸件，在退火处理时，通过实验分析得到了最适合的退火处理工艺参数，可以在最短的时间内去除应力同时保证退火处理结束后不会有新的应力产生，达到最佳的退火效果，进一步避免了缺陷处修补后出现裂纹的可能性。3.有益效果采用本专利技术提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：(1)本专利技术的一种铸件缺陷消除方法，先对缺陷进行清理，同时对不同类型的缺陷进行区别，然后决定采用相应的后续处理方法，有效的节省了时间；(2)本专利技术的一种铸件缺陷消除方法，对缺陷处开有特定形状参数的U型坡口，保证后续焊补步骤方便进行的同时减少了焊补处出现裂纹的可能性，对提高焊补质量起积极作用；(3)本专利技术的一种铸件缺陷消除方法，在焊补前，针对不同类型的缺陷，预热至指定温度，降低焊补接头的冷却速度，同时降低焊补应力与焊补结构的拘束度；(4)本专利技术的一种铸件缺陷消除方法，采用改进后的焊补方法，在继承多层多道焊优点的同时，在焊补时熔化金属不易下垂，且焊补时产生的熔渣很容易清除干净，夹渣出现率很低，使焊补过程中不良影响因素的出现率更低，从而降低了最终修复后部位出现裂纹的概率；(5)本专利技术的一种铸件缺陷消除方法，针对焊补后缺陷处的特点，设计了对应的退火工艺参数，可以在最短的时间内达到最好的去应力退火效果，大大节约了生产成本；(6)本专利技术的一种铸件缺陷消除方法，采用氧乙炔焰进行局部预热，成本较低，且预热设备简单方便移动，加热区域与加热温度方便控制；(7)本专利技术的一种铸件缺陷消除方法，采用熔化极二氧化碳气体保护焊接法，在焊补过程中熔渣产生量小，焊补效率快，且焊缝的含氢量低，进一步保证了缺陷修复后的质量；(8)本专利技术的一种铸件缺陷消除方法，对焊补层面进行锤击操作，使焊缝金属产生塑性延伸变形，抵消了焊缝冷却后承受的局部拉应力，从而减少补焊部分裂纹产生的概率；(9)本专利技术的一种铸件缺陷消除方法，针对不同的缺陷进行对应的层间温度控制，使每一层每一道的焊缝都具备起码的预热条件，达到相应的预热效果。附图说明图1为本专利技术焊补顺序示意图；图2为铸件坡口局部剖视图侧视图；图3为铸件坡口局部剖视图主视图。具体实施方式为进一步了解本专利技术的内容，结合附图对本专利技术作详细描述。实施例1对于大型铸钢件的缺陷，采用常规的修复方法修复难度大，且修复后区域易出现裂纹，针对此问题，对铸钢件的特点及裂纹出现机理进行了分析，拿轧机机架铸钢件来说，其结构为厚实大断面结构，生产时，浇注后液态金属凝固时间较长，所以最终获得的结晶组织较粗大且偏析严重，易造成碳当量的波动，使得铸件本身存在着较大的裂纹本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铸件缺陷消除方法，其特征在于，包括以下步骤：一、缺陷清理：普通表面缺陷打磨消除；普通裂纹缺陷与重大缺陷进行下一步操作；二、坡口制备：在缺陷部位开U型坡口，坡口面为平滑曲面；三、焊前预热：普通缺陷进行局部预热，重大缺陷整体预热；四、焊补：先沿坡口侧面堆焊1～2层，然后将堆焊部位中间凹陷部分焊满；重复此步骤直到将坡口全部焊满；五、焊后处理：普通缺陷焊补后进行消氢处理，重大缺陷焊补后进行退火处理。

【技术特征摘要】
1.一种铸件缺陷消除方法，其特征在于，包括以下步骤：一、缺陷清理：普通表面缺陷打磨消除；普通裂纹缺陷与重大缺陷进行下一步操作；二、坡口制备：在缺陷部位开U型坡口，坡口面为平滑曲面；三、焊前预热：普通缺陷进行局部预热，重大缺陷整体预热；四、焊补：先沿坡口侧面堆焊1～2层，然后将堆焊部位中间凹陷部分焊满；重复此步骤直到将坡口全部焊满；五、焊后处理：普通缺陷焊补后进行消氢处理，重大缺陷焊补后进行退火处理。2.根据权利要求1所述的一种铸件缺陷消除方法，其特征在于：所述步骤三中局部预热采用氧乙炔焰进行。3.根据权利要求2所述的一种铸件缺陷消除方法，其特征在于：局部预热温度≥100℃，预热区域为距坡口边缘≤100mm范围；整体预热温度≥250℃。4.根据权利要求1所述的一种铸件缺陷消除方法，其特征在于：所述步骤四采用熔化极二氧化碳气体保护焊接法。5.根据权利要求4所述的一种铸件缺陷消除方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：江济，张有飞，边敦亭，潘爱胜，
申请(专利权)人：安徽马钢重型机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34