铸件缺陷修复

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铸件上的某些缺陷，如气孔、夹渣、夹砂、裂纹、冷隔、渗漏等，如果超过有关标准、验收文件或订货协议中所允许的范围，可以按其规定进行修复。经修复、检验，确认合格的铸件，不应列入废品。   

    焊补法应用最广，最可靠；渗补法经济而有效；其它修复方法还有熔补、环氧树脂粘补、塞补、腻补、金属喷镀等。
    1.1 铸钢件的焊补
    焊补是铸钢件的基本生产工序之一。铸钢件上的铸造缺陷几乎都可以用焊补法修复。电弧焊被广泛采用。
    （1）铸钢的焊接性：铸钢的含碳量对焊接性影响极大，合金元素的影响亦相当复杂。碳钢或低合金钢的焊接性通常用碳当量CE估计，近似计算公式颇多，大同小异，常用公式如下：      （2）焊补要点：为了保证焊补品质（质量），应认真清理缺陷处的粘砂、氧化皮、夹杂物等；开出坡口；并根据钢的焊接性做好焊前预热和焊后热处理。

表29  一些常用铸钢的焊接性

钢种	主要化学成分（%）	焊接性	焊前预热温度（℃）	焊后于560～650℃退火
碳钢	C＜0.3	良	不需	不需
	C 0.3～0.4	可	100～150①	最好退火
	C 0.4～0.5	尚可	150～300	应进行
锰钢	Mn1.2～1.6，C0.2～0.3	可	100～150①	最好退火
	Mn1.2～1.6，C0.3～0.4	尚可	150～300	应进行
铬钢	Cr＜1.0，C＜0.2	良	不需	不需
	Cr1.5～1.6，C＜0.3	可	150～200℃①	最好退火
镍钢	Ni＜2.0，C＜0.2	良	不需	不需
	Ni2.0～3.0，C0.15～0.30	可	100～150①	最好退火
	Ni＞3.0，C0.3～0.4	尚可	150～300	应进行
钼钢	Mo0.4～0.6，C＜0.25	可	100①	最好退火
	Mo0.4～0.6，C0.25～0.35	可	100～150①	最好退火
铜钢	Cu＜2.0，C＜0.2	良	不需	不需

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1.2 铸铁件的焊补      铸铁件上的气孔、砂眼、夹渣、裂纹、渗漏等缺陷，若不超过焊补的允许范围，可以进焊补修复。但是，铸铁的焊接性能差，焊后常用气孔、变形，易断裂，难加工，因此焊补铸铁时，应非常慎重。
    （1）焊补方法：铸铁的焊补方法通常按工件的预热温度分类：焊前不预热或仅预热到250℃以下，称为冷焊；焊前预热到250～450℃，称为半热焊；焊前预热到500～700℃，称为热焊。铸铁常用焊补方法的特点及适用范围见表30。

表30  铸铁的焊补方法及其适用范围

焊补方法	铸件预热	焊补特点	适用范围
焊条电弧焊	不预热冷焊	通常采用非铸铁焊条。若用镍基焊条，焊后可加工；若用其它种类焊条，焊后加工性差，且焊缝强度和颜色各不相同，有的与母材接近   采用大直径铸铁芯焊条和大电流时，若能严格执行冷焊工艺要点，则焊后可加工，硬度、强度、颜色与母材基本相同。但若缺陷四周刚度大时，焊后易开裂	冷焊、半热焊主要用于非加工面上焊补，有时也用于加工面上焊补
	400℃左右半热焊	一般采用钢芯石墨化型铸铁焊条，焊后加工性不稳定，强度与母材相近
	500～700℃ 左右热焊	一般采用铸铁芯焊条。焊后需保温缓冷。可加工，硬度，强度、颜色与母材基本相同，即使缺陷四周刚度大，焊后亦不易开裂
氧-乙炔气焊	不预热	焊后可加工，硬度、强度、颜色与母材基本相同。但焊后常易开裂	主要用于非加工面
	600℃左右热焊	预热后快速焊。焊后在650～700℃左右保温缓冷。可加工，硬度、强度、颜色与母材基本相同	多用于加工面
钎焊	钎料与铸件 一同加热	钎料熔化，流布铸件的缝隙或空洞中。焊后，铸件变形小，易加工，但不宜高温工作	主要用于修补孔洞，裂缝等缺陷

  （2）焊条的选用 焊补铸铁缺陷应根据母材选 用适当焊条，见表31。

表31 根据铸铁材质选用焊条（日本焊接协会）

母材		焊条种类 焊接种类	镍焊条 DFC Ni	镍铁焊条 DFC NiFe	镍铜焊条 DFCNi Cu	铜焊条 DFC Cu	铁焊条 DFC Fe
灰铸铁		补洞	优	优	优	优	优
		焊接	优	优	一般	差	差
		焊补裂缝	优	优	稍差	差	差
球墨铸铁		补洞	良	优	一般	稍差	稍差
		焊接	一般	优	差	差	差
		焊补裂缝	一般	优	差	差	差
可锻铸铁	黑心与 白心	补洞	优	优	良	稍差	良
		焊接	良	优	稍差	差	差
		焊补裂缝	一般	优	差	差	差
	珠光体	补洞	优	优	一般	稍差	良
		焊接	优	优	稍差	差	差
		焊补裂缝	优	优	差	差	差

注：日本JISZ3252铸铁焊条（下列成分是焊缝金属成分%）：

焊条名称	C	Mn	Si	P	S	Ni	Fe	Cu
DFC Ni	1.8	1.0	2.5	0.04	0.04	＞92	—	—
DFC NiFe	2.0	2.5	2.5	0.04	0.04	40～60	余量	—
DFC NiCu	1.7	2.5	1.0	0.04	0.04	＞60	2.5	2.5～3.5
DFC Cu	1.0～5.0	1.0	2.5～9.5	0.04	0.04	—	—	余量
DFC Fe	0.15	0.8	1.0	0.03	0.04	—	余量	—

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1.3 铸铝件的焊补      常用焊补方法及其应用见表32。

表32  铸铝件常用焊补方法及应用

方法	焊补要点	应用
气焊	1.焊条与补焊铸件相同 2.熔剂①（焊药）；氯化钾30%～50%，氯化锂0%～23%，氯化钠0%～45%，氯化钡0%～40%，氯化钠0%～9%，氟化钾0%～15%，冰晶石0%～20%。 3.铸件预热到300～400℃，保温2～3h	广泛应用
金属极电弧焊	1.焊条常用铝硅合金焊条（Si4%～6%）也可用纯铝焊条（Al≥99.5%） 2.工件预热温度：壁厚＜6mm，100～150℃；壁厚6～8mm，200℃左右；壁厚8～12mm，350～400℃ 3.焊后300～350℃回火	适于大铸件，重要铸件，如缸体，缸盖等。应用较广
氩弧焊	1.焊条位于钨极下方，端头伸入熔池，在氩气保护中，钨极熔化金属 2.铸件预热150～200℃；焊后缓冷	适于重要铸件，如缸体、缸盖等。质量好，成本高

     1.4 浸渗修补  
    将液态材料（浸渗剂）渗透进疏松等缺陷里，硬化，堵塞孔洞，修复铸件的方法，称为渗浸修补。浸渗是铸件防渗漏的有效途径，广泛用于各种耐气压或液压的铸件，如发动机缸体、缸盖、进气管，压缩机铸件，阀类铸件，泵类铸件等。
    （1）浸渗方法 浸渗分为局部浸渗和整体浸渗两大类，每类又根据浸渗条件分为若干浸渗方法。分类如下：

                               
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    内压浸渗是待补铸件只留一个开口，其余开口均封闭，然后在铸件内腔装满浸渗剂，从开口处加压，浸补。  
    真空浸渗是将铸件装入耐压罐内，密封，抽真空，在真空条件下注入浸渗剂浸渗；压力浸渗是使浸渗剂在压力条件下浸渗铸件；真空压力浸渗是铸件装入耐压罐内先真空浸渗，再进一步压力浸渗。
    真空浸渗是国内外公认的最有成效的浸渗方法，应用最多。
    （2）浸渗剂 浸渗剂是在浸渗处理中用以密封铸件微孔缺陷的液态化学物质。浸渗剂分为无机浸渗剂和有机浸渗剂两大类，种类繁多，分类如下：

                               
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    其中效果最佳者是硅酸盐、聚酯类、厌氧型三种浸渗剂。  
    1）硅酸盐浸渗剂 以水玻璃（硅酸钠溶液Na2O·mSiO2）为主要成分，以多种金属氧化物超细粉为固化剂等，调制而成。水玻璃模数一般2.7～3.0，密度稀释到1.29～1.35g/cm3；氧化物一般超细到270～400目。典型配比如下：水玻璃溶液73.7～96.7%，超细无机金属盐2%～10%多种超细金属氧化物（如ZnO，MgO，CaO，Al2O3，Fe2O3等）0.1%～3%。稳定剂0.5%～5%，有机增韧剂0.5%～5%，表面活性剂0.1%～1%，高分子分散剂0.1%～0.3%等。技术参数，见表33。

表33  硅酸盐浸渗剂的技术参数

性能	技术参数
pH（25℃）	11～12
粘度（25℃）m·Pa·s	14～18
相对密度（25℃）g/cm3	1.2～1.35
表面张力（25℃）N/m	0.04～0.06
渗补铸件壁厚  mm	＞2
浸渗最大孔径 mm	≤0.2
浸渗效率  %	90～95

     硅酸盐浸渗剂耐高温（500～800℃），成本低，但质脆，收缩大，易龟裂。可渗补0.4mm以下的微孔；若孔较大，需重复浸渗。
    2）聚酯类浸渗剂 通常是以苯乙烯为稀释剂的聚酯溶液。表面张力小，浸渗效率高，收缩率低，耐介质作用，渗补件承压大。但固化需加热到100～135℃，作业场地需通风，价格贵。可渗补0.2mm以下的微孔，一次渗补成功率高。  
    3）厌氧浸渗剂 以丙烯酸酯类为主要成分，添加引发剂、促进剂、表面活性剂、阻聚剂等，配制而成。
    厌氧浸渗剂对氧化极敏感，在空气中，由于氧的阻聚作用而能长期保持液态且低粘度；一旦隔绝空气，就发生聚合反应，变为固态。特点：粘度小，浸渗效率高（＞99%），固化不收缩亦不膨胀，耐腐蚀，承压大；但不耐热（＜150℃），价格昂贵。通常渗补0.2mm以下的微孔，最大孔径0.4～0.5mm。适用于各种铸造合金。
    （3）浸渗工艺及设备 浸渗工艺与浸渗方法和浸渗剂有关，通常分为三阶段：前处理浸渗，后处理在各种浸渗工艺中，硅酸盐真空浸渗最常用。
    1）硅酸盐真空浸渗工艺（表34）

表34  硅酸盐真空浸渗工艺

阶段	工艺过程及要点
前处理	1.脱脂：在有加热装置的脱脂容器中，一般用60～80℃的碱液或三氯乙烯蒸汽，去除铸件表面油污。脱脂是关键工序 2.清洗；通常用清水冲洗 3.干燥：风干，或烘干
浸渗处理	铸件放入浸渗罐 1.抽真空：真空压力一般选-0.093～-0.098MPa，持续10～15min 2.注液，真空浸渗：浸渗液渗进铸件的微孔缺陷中 3.压力浸渗：向浸渗罐施压，一般选0.5～0.8MPa，渗进铸体微孔的浸渗剂，在压力下进一步向纵深渗入真空压力浸渗延续时间一般选10～15min 4.降压到0.2MPa，排液
后处理	1.取出铸件，滴干，清洗（漂洗或冲洗）干净 2.固化：铸件在有加热装置的容器或烘箱中，恒温80～100℃，固化2～3h 3.风干：取出铸件，风干20～24h

     2）硅酸盐真空浸渗设备：成套设备主要有：脱脂罐，清洗罐，浸渗罐（及其贮液罐、真空泵），钝化罐，固化罐等。

                               
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    碳当量CE＜0.4%，焊接性良好；碳当量愈高，焊接性愈差。     常见合金元素对钢焊接性的影响，其见表28。

表28  若干元素对钢焊接性的影响

元素	影响规律及说明
C	C＜0.25%，焊接性良好，C增加，焊接性显著下降
Mn	C＜0.20%，Mn＜0.8%～1.0，影响不大；Mn增加，焊接性变坏
Cu	Cu＜0.5%，影响可不计；Cu0.5%～0.6%影响亦不大
Al	加入大量Al，焊接性变坏
Ti，Nb	改善焊接性
P	P＜0.05%，影响可不计；P增加，降低焊接性
S	降低焊接性

urmine

很好的学习资料！支持！

yjlcncad

介绍的很详细,谢谢.

caizhong520

我们现在用的是电焊焊接  或者用TS111 聚合铁 工业修补剂！

battlec_cn

不错的资料，谢谢楼主收集。

anuotuo23lb

不知怎么回事，楼主的文章里有图片无法显示