(2)开坡口 使用碳弧气刨清除所有裂纹,并按图2要求加工出坡口,坡口深度以裂纹深度为准,在满足使用要求的前提下,坡口尽量开小一些。为了防止模具气刨时裂纹的延伸,须将模具加热到350℃。保温时间按4.5~4.8min/mm2,整体保温8~40h。气刨模具时,除将裂纹部位留出外,其余部位全部用保温棉盖住,以便保温。加工后的坡口底部应呈半圆形(裂纹应处于坡口中心位置),不允许有尖角或死角,坡口两侧应平滑过渡,防止产生应力。然后采用砂轮对坡口进行打磨清理,坡口内不允许有夹碳、毛刺等。
(5)为避免焊道夹渣,每层焊缝内熔渣应及时清除,并对焊道仔细检查是否有气孔。
(6)用测温仪及时测量模具和焊条的温度,如果温度低于工艺要求需要重新加热。
(7)在接头、转弯、凹坑的地方,各层之间的接头应错开,焊缝与焊缝的搭接距离不小于焊缝宽度的4/3。
(4)使用Z×5—630晶闸管弧焊机,打底焊采用φ3.2mm的焊条,填充层采用φ5mm焊条,在保证熔合好的前提下,采用尽量小的电流、短弧快速焊,以减小焊接热输出。焊接参数见表5。
(2)焊接时采用多层、多道焊,首先在裂纹坡口上角处焊 φ40mm圆钢支撑在坡口内(焊到碍事时再去掉),尽量选择平焊方式,严格控制焊缝温度,防止晶粒粗大、合金元素烧损、应力增大等。
(8)焊后及时检查焊缝外观,看是否有缺焊、裂纹、气孔以及夹渣等现象,如出现,应及时将缺陷清理干净并焊补完整。
模具虽然加热焊补,但在焊补过程中仍能出现许多问题,由于焊接温度与模具温度差值较大,易出现较大的内应力,组织也不够稳定;同时易出现晶粒粗大、合金元素烧损、焊缝内氢气孔等不良现象。为了使焊缝接头的化学成分、组织性能均匀,需经过整体550℃高温回火热处理。焊后热处理回火示意图如图3所示。
如图4所示,裂纹主要出现在模具的侧面及上平面。裂纹位置长约200mm、深480mm。由于5CrNiMo含碳量较高,所含合金元素较多,淬硬倾向大,容易产生裂纹,对锤锻模的正常补焊有较大影响,所以要使修复后的焊缝达到原材质的各项力学性能指标,对补焊的工艺要求相当高。
锤锻模材质为5CrNiMo,其化学成分及力学性能如表4和表2所示。该材料综合力学性能较好,具有较高的强度和硬度,塑性、韧性及疲劳强度也很好,同时具有较高的耐高温性能。由于用在高温、冲击载荷的热锻模上,应使其焊缝保持母材原有的力学性能,因此焊接难度较大。如处理不当,很容易产生气孔、夹渣、裂纹及层状撕裂等缺陷。
(3)清理 将坡口四周30mm以内的油污、氧化铁、碳刨渣以及所有可能影响焊缝质量的杂质清理干净。三牛娱乐注册
(4)预热模具 由于裂纹尺寸较大,补焊工作量大、时间较长,易造成模具在补焊过程中降温,模具淬硬倾向大,考虑到以上因素,通过反复试验,确定焊补预热温度为450℃。
【摘 要】锻钢曲轴毛坯的锻造工艺复杂、精度要求较高,需要高质量的锻造模具来保证.本文总结出一套对锤锻模进行补焊的工艺措施,经实施后,效果较好,可供同行参考.
根据母材的焊接性分析,决定采用抗裂性好、韧性高的碱性焊条——美国汉默525E,其化学成分及力学性能如表3和表4所示。由于模具裂纹较大,应采用增温预热的方法才能保证模具的焊接质量。为此应结合热焊法的特点及模具的裂纹情况,采取相应的工艺措施。
(4)裂纹检测 首先采用着色法及超声波对模具裂纹进行检测,确定裂纹位置,以确保对裂纹的焊补完全。
山东天润锻造厂主要生产各种规格的锻钢曲轴毛坯,钢轴毛坯的锻造工艺要求复杂、精度要求较高,需要高质量的锻造模具来保证。其中锤击设备上的终锻模具更是重要的锻造模具,其材质为5CrNiMo,它的型腔尺寸精度要求较高,而对模具的整体结构、力学性能要求更高。由于模具在工作过程中要经受巨大的冲击负荷和反复的冷热交替,极容易产生冲击疲劳断裂和热疲劳裂纹。在生产过程中曾遇到5CrNiMo锤锻模(以下简称锤锻模)上模出现严重裂纹的事故(如图4所示),由于公司只有一套该型号的锤锻模,若报废将会严重影响生产进度,所以需要对其进行补焊修复。我们根据5CrNiMo材料的焊接性和模具的受损情况,制定了一套在热焊法的基础上再增加模具的预热温度进行补焊的工艺方案,成功地对这套重要模具进行了补焊,各项技术指标完全达到修复要求。现将方案和施工要点介绍出来,供同行参考。
以上工艺过程应用于对5CrNiMo锤锻模的补焊,经测试,焊后焊缝的的各项力学性能指标均达到或超过母材的同类指标。补焊后的锤锻模经使用证明完全满足使用性能要求,表明工艺合理可靠。