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機械社區(qū)

標題: 鑄造焊補----請教 [打印本頁]

作者: 大浪浪 時間: 2008-4-2 10:48
標題: 鑄造焊補----請教
各位前輩，鑄造以后的件要焊補，這個是個什么概念呢,？為什么要補？我去鑄造廠看,，他們說有的是熱處理以后補（這個記不大清楚了）？還是熱處理之前補,？補完了怎么看補的好不好,？還是探傷嗎？我們的鑄件是鋁合金的,，希望能有人指點一下方向,。謝了先,。

作者: 皖鄉(xiāng) 時間: 2008-4-3 14:01
我們只做過鑄鋼件的，對于鋁合金的,，標準應該差不多,，我們沒有做過，不過你應該查一下標準,。

[ 本帖最后由皖鄉(xiāng) 于 2008-4-3 14:02 編輯 ]

作者: 大浪浪 時間: 2008-4-7 15:46
鑄造補焊還有標準,？是什么樣的標準啊,？

作者: 小天鵝 時間: 2008-4-10 23:52
鋁合金鋁合金缺陷修復新工藝應用研究
類型：其它點擊次數(shù)：1048
1,、實驗目的
　　批量生產(chǎn)的低壓薄壁容器，零件大部分采用ZL115壓差鑄造毛坯,。雖然鑄件經(jīng)過X光探傷檢測,，但是由于結(jié)構(gòu)特征的限制和鑄造缺陷的大小與分布的敏感方向不同，有些缺陷在X光片上不能明顯呈現(xiàn)出來,，常常在機械加工之后發(fā)現(xiàn),，有些直徑微小的穿透性氣孔只能在壓力試驗之后發(fā)現(xiàn)。這嚴重影響到產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)進度,，甚至造成巨大經(jīng)濟損失,。一些常規(guī)焊補方法均不能很好地滿足技術(shù)要求。為了驗證該項新工藝對解決鑄鋁零件機加后所出現(xiàn)的密封性和外觀缺陷修復的有效性,，尋找出一種鑄鋁件缺陷修復新途徑,，我們進行了大量工藝試驗和必要的檢測，并期望在試驗完成后能形成一套正確的鑄鋁件缺陷修復工藝規(guī)程,，用于指導缺陷修復的具體操作,。
2、多金屬修補機的缺陷修復機理
　　由于鋁及其合金的化學活潑性很強,，表面極易形成氧化膜,，且多屬于難熔性質(zhì)（如Al2O3 的熔點約為2050℃，MgO的熔點約為2500℃）加之鋁及其合金導熱性強,，焊接時容易造成不熔合現(xiàn)象,。由于氧化膜比重同鋁的比重極其接近，所以也容易成為焊縫金屬的夾雜物,。同時鋁及其合金的線脹系數(shù)大，導熱性又強,，焊接時容易產(chǎn)生翹曲變形,。這是鋁及其合金焊接時頗感困難的問題。目前熔化焊中最常用的氬弧焊是靠“陰極霧化”作用,，將氧化膜破碎,，在氬氣的保護下,，使氧化膜不能重新產(chǎn)生。但是在焊接熱處理強化處理后的鋁合金時,，近縫區(qū)存在強度大大削弱的現(xiàn)象,，也不可避免的會產(chǎn)生翹曲變形。
　　多金屬缺陷修補機主要用于修復鑄造缺陷,，它有逆變式高頻+脈沖電源,、可使焊絲高速旋轉(zhuǎn)的焊槍和控制部分組成。其修復缺陷的機理為：利用高頻+脈沖電壓將氣體擊穿形成等離子氣,，從而產(chǎn)生溫度可達6000℃以上的電火花,，電火花將可熔性旋轉(zhuǎn)電極（即焊絲）瞬間（10-5 —10-6秒）和與其接觸的母材同時熔化，依靠瞬間高溫和旋轉(zhuǎn)焊絲與母材的機械摩檫及旋轉(zhuǎn)電場力的綜合作用,，使氧化膜破碎,，在氬氣的保護下，使氧化膜不能重新產(chǎn)生,，從而完成焊絲與母材的冶金結(jié)合,。由于電火花作用時間短，與焊絲直接接觸的母材局部熔化,，鋁的導熱性很好,，瞬間將輸入的熱量擴散并散失到空氣中，基體幾乎不產(chǎn)生溫升,，從而基體不會變形,，精密鑄鋁件機械加工后進行缺陷的修復，而不會影響尺寸精度,。修補后表面經(jīng)過修銼打磨或機械加工,，外觀可以和基體保持一致。
3,、試板制做
　　試板材料：ZL115,；
　　熱處理狀態(tài)：淬火+不完全人工時效；
　　焊絲：S311標準鋁硅焊絲,；
　　試樣形式：試板開槽,、開孔后用鑄鋁缺陷修補機進行修補后制取金相試樣。
　　ZL115鑄造鋁合金和焊絲S311化學成分見表1,。
4,、金相組織及分析
　　用氬弧焊焊接經(jīng)熱處理強化鋁合金時，焊接熱影響區(qū)大致可分為下列幾個組織區(qū)域：1）半熔化區(qū)（容易產(chǎn)生過燒的區(qū)域）,；2）不均勻固熔體
               ZL115和S311化學成分

表1

牌號
代號
主要元素（℅）

Si Cu Mg Zn Mn Sb Fe Ti Al
ZAlSi5Zn1Mg ZL115 4.8-6.2 　 0.4-0.65 1.2-1.8 　 0.1-0.25  　　余量

SAlSi-1 S311 4.5-6.0 0.30 0.05 0.10 0.05 　  0.80 0.20  余量




區(qū)（固熔體局部分解的粗晶粒區(qū)域）,；3）軟化退火區(qū)（過時效區(qū)域）。合金在半熔化區(qū)中的狀況對焊接接頭的性能影響最大,。焊接結(jié)構(gòu)的強度基本上就取決于半熔化區(qū)的組織變化,。半熔化區(qū)如果產(chǎn)生過燒現(xiàn)象,，不僅更加促使在此部位形成熱裂縫，而且大大降低接頭的強度及塑性,。熱處理強化鋁合金接頭在靜拉力試驗時,，往往是沿著半熔化區(qū)發(fā)生斷裂。合金在半熔化區(qū)中的強度不大于合金焊前強度的50-70℅,。
在半熔化區(qū)之后的不均勻固熔體區(qū),，其特征是：合金元素在晶粒周圍產(chǎn)生不均勻的集中，晶粒比較粗大,。
在不均勻固熔體區(qū)之后的軟化退火區(qū),，容易產(chǎn)生粗大晶粒和厚度相當大的網(wǎng)狀第二相夾雜物。
多金屬缺陷修補機在進行鋁及其合金的缺陷修復時,，由于加在焊絲和母材之間的是瞬時脈沖電流產(chǎn)生瞬時超高溫,，使焊絲和母材瞬時熔化瞬間結(jié)晶，它沒有連續(xù)存在的熔池,，母材幾乎不產(chǎn)生溫升,，從而不存在熱影響區(qū)。它的近縫區(qū)僅僅存在一個半熔化區(qū),。很顯然,，在半熔化區(qū)內(nèi)不會產(chǎn)生過燒現(xiàn)象，母材的金相組織沒有明顯變化,。圖1是ZL115母材的顯微組織,。基體為α（Al）固熔體,，其上分布著強化相硅（Si）相,。圖3、圖4,、圖5均是從半熔化區(qū)拍下的顯微組織,。可以看出半熔化區(qū)內(nèi)的晶粒大小沒有發(fā)生明顯變化,。我們從圖3中看出：母材的硅（Si）相已在焊縫中出現(xiàn),。從圖4中看出：焊縫與母材的晶粒連生生長，即焊縫的樹枝狀晶體沿著母材熔化的晶粒邊界,，并垂直于母材晶界生長,。圖5表明：焊縫與母材金屬互相滲透，焊縫的樹枝狀晶體從母材的硅相開始生長,。從圖3,、圖4、圖5我們可以明顯看出：半熔化區(qū)的寬度十分微小，僅僅只跨越2-3個晶粒,。半熔化區(qū)內(nèi)晶粒的大小和母材沒有任何異樣，沒出現(xiàn)粗大現(xiàn)象,。交互結(jié)晶的情景表現(xiàn)得淋漓盡致,。同時我們還應注意到：焊縫金屬的樹枝晶體非常細小而均勻。這些現(xiàn)象與修補過程中金屬所經(jīng)受的熱循環(huán)特征是非常一致的,。
5,、實際工件鑄造缺陷修補試驗
　　有一個ф540、壁厚6毫米的鑄鋁殼體在作0.3MPa氣密試驗時發(fā)現(xiàn)漏氣,。在缺陷部位鉆ф6mm深3mm孔,，進行缺陷修補。焊補參數(shù)：頻率600HZ,、占空比45% ,、輸出幅度41% 、轉(zhuǎn)速79%,，該殼體先后作10次0.3MPa
氣密和0.9 MPa外壓強度試驗,，未發(fā)現(xiàn)有滲漏現(xiàn)象。
6,、試驗結(jié)果及分析
　　試驗結(jié)果顯示,，該新工藝在修補時不像一般的熔焊形成熔池，它是靠電火花將旋轉(zhuǎn)電極即焊絲熔化,，同時母材與焊絲接觸部分產(chǎn)生局部熔化形成熔融金屬的冶金結(jié)合,。焊縫是非常細小的樹枝晶狀鑄造組織，基體也是鑄造組織,，兩者的差別在于結(jié)晶方向不一樣,。根本不存在熱影響區(qū)對母材強度的削弱。由于母材所產(chǎn)生溫升極小,，半熔化區(qū)沒有過燒現(xiàn)象,，晶粒細小，不存在氬孤焊中所出現(xiàn)的不均勻固熔化區(qū)和軟化退火區(qū),，不會出現(xiàn)熱裂縫及強度,、塑性下降的現(xiàn)象，由于此種焊補工藝不存在熔池,，熔融的金屬瞬間熔化,、瞬間結(jié)晶，時間非常短（µms級）,，盡管有瞬時高溫,，也不會引起母材盡寸精度的變化，但是由于熔敷金屬是一片一片熔化，一片一片結(jié)晶凝固,，片與片之間能否致密結(jié)合與操作者的作業(yè)技巧有一定關(guān)系,。
7、結(jié)論
　　根據(jù)以上實驗結(jié)果及分析以及我們以前做的拉伸及硬度實驗的數(shù)據(jù)結(jié)果,，證明制件在焊補過程中,，不升溫、不變形,，基體強度削弱程度微小,，符合有關(guān)國家標準，焊補點金屬致密,，無燒痕,，補材與母材宏觀一致。我們認為采用這種焊補方法進行鑄鋁缺陷修補是完全可行的,，我們有充分的理由將這種修補方法定義為一種新型的熔焊方法,，這種新型的熔焊方法，具有極其廣闊的推廣應用前景,。

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