高强度机床床身铸件补焊工艺

时间:2019-08-16 15:16 作者:威尼斯游戏网站 点击:
1焊前准备
(1)清理缺陷根据缺陷的大小,选用机械加工、碳弧气刨等方法将缺陷完全清除,检查裂纹的长度、走向,为防止裂纹的扩展,应在裂纹端部钻止裂孔。
(2)开坡口或造型开坡口的原则是在保证顺利施焊的前提下,尽量减小坡口角度,以减小母材的熔化量,以降低焊接应力及碳、硫、磷等对焊接质量的影响;造型是为防止焊接边角部位焊接时金属流淌,使焊缝成形良好。造型材料一般选用黄泥、耐火泥或型砂。
(3)焊前清理将坡口周围的油污,铁锈等脏物清除干净,直到待焊处露出光泽为止。
2补焊工艺及要点
2.1热焊、半热焊补焊工艺及要点
(1)将工件倾斜放置,使焊缝处于上坡焊或半立焊,以减小熔合比。
(2)根据铸件的体积、壁厚、结构复杂程度决定是整体预热还是局部预热,一般补焊处刚度大、结构较复杂时,必须采用整体预热;当缺陷较小,又位于边角处时,采用局部预热。预热时,加热速度必须控制,不宜快,否则会产生较大应力,导致产生裂纹。热焊预热温度为600~700℃(工件呈暗红色),半热焊预热温度为400℃左右。
(3)按机床类铸件补焊方法和焊接材料的选用建议选用焊接材料,并选用合适的工艺参数进行施焊。焊接过程中不能低于预热温度,否则要重新加热才能继续进行焊接。
(4)焊后保温缓冷,重要铸件较好进行消除应力热处理,焊后立即将工件放入炉中加热到600~700℃,保温一定时间,然后随炉冷却。
(5)热焊、半热焊时宜采用长弧、大电流焊接。长弧是使药皮中石墨充分熔化,大电流是保持工件温度,防止热影响区产生淬硬组织,并可有效地防止裂纹的产生。
2.2冷焊补焊工艺及要点
(1)采用短段焊、断续焊、分散焊、逐步退焊法。短段焊,即每段长约10~40mm。断续焊,即焊一段后停留片刻,待工件冷到50~60℃时再焊下一道焊缝,以防止热量集中。分散焊,在一个部位焊一段后再到另一部位焊接,以减少温差,降低应力。逐步退焊法,它与连续焊相比,可使焊缝的拉应力峰值有很大降低,故有利于防止焊缝裂纹的产生。
(2)控制熔合比。减小熔合比,可减小母材中的碳、硫等有害元素进入焊缝,硫是促进形成热裂纹的有害元素,如果碳含量多,可使马氏体量也相对增多,冷裂敏感性增大。所以减小熔合比,有利于提高焊缝质量。
(3)调整焊接热输入。采用短段焊、分散焊、断续焊、多层多道焊,其目的是为防止局部金属过热,避免因热应力而诱发裂纹的产生。
床身是机床主要部件,大型床身一般采用铸造方法生产。对于大型床身,根据功能需要,设计的床身壁厚悬殊较大,这将造成铸件在凝固过程中产生残余应力,影响床身尺寸精度和使用寿命。近年来,残余应力的消除引起业界的极大关注,特别是振动时效技术因其具有绿色环保、节能等优点而被广泛应用。振动时效工艺参数的确定必须确切了解工件残余应力的分布和大小。
床身铸造的基本工艺条件:采用树脂砂型铸造方法。铸造工艺流程为浇注温度为1400℃,72h后落砂,自然冷却。
铸件凝固过程中系统的热物理参数、热边界条件以及系统内能都随时间而变化。由于机床床身的尺寸较大,在初始浇注时模型的温度并不均匀。
落砂后,在强通风对流条件下,床身温度变化非常快,较初1h温度下降高达180℃,4h后床身整体温度已降至50℃以下,且较低温度已接近室温。随后由于本身温度较低,温度变化相对缓慢,7h后较高温度降至28.5℃,整体温差只有3℃。同时可以看到铸件在落砂后,自然对流条件下较薄部位的筋板和横断隔板降温较快,较厚部位的无排屑孔导轨降温较慢。
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