小技巧，教会你铸铁阀体的焊接修复

【摘要】主要对铸铁阀体进行焊接性分析，并通过焊前预热，焊后保温缓冷，焊层之间保持层间温度，并采用合理的焊接参数，成功修复了铸铁阀体的断裂，为今后类似问题积累了经验。

在我们日常生产工作中，经常会遇到铸铁阀体质量缺陷，安装不当很容易造成阀体断裂。我厂一台DLY12—15—2液下泵，扬程为30mm，在安装过程中不慎将出水口碰裂。铸铁阀体只是液下泵的一个部件，若不进行焊接修复，不仅耽误生产，而且购买新的液下泵需3万多元。如果采用焊接或焊补来解决这一技术难题，则能够大大节约成本。然而铸铁阀体断口修复要比裂纹补焊困难的多，通过不断的实践和总结，笔者采用了材料热焊法，对铸铁阀体断口进行了修复，达到了预期目的。

1. 铸铁阀体的焊接性分析

经分析铸铁阀体断口处为灰口铸铁，其含碳量高，S、P杂质多，强度低，基本上无塑性。断口处为法兰连接，直径为40mm，壁厚为10mm，结构几何形状复杂、壁厚不均匀。

铸铁阀体往往承受一定的工作压力，且要求密封无渗漏。在实际工作中，对技术条件要求不高的铸件裂纹冷焊，也能达到使用要求。但铸铁阀体断口焊接如果采用焊条电弧冷焊法，焊接过程中易出现剥离、焊瘤、气孔等缺陷，焊后易产生延迟裂纹，表面成形不良。甚至在生产运行中再次发生断裂，不能满足使用要求。

2. 铸铁阀体修复的焊接工艺过程

（1）焊前准备 

①用角向磨光机（或碳弧气刨、E4303焊条）修出U形坡口，以减少焊缝的熔合比，如附图所示。并清理坡口面及焊口表面两侧20mm内的油污、铁锈及其他杂质，直至露出金属光泽，并用丙酮进行清洗。

②焊前将铸408焊条经150℃左右烘干1h，放入保温桶中随用随取。

③使用ZX5—400焊机，直流反接电源。

④使用氧乙炔火焰加热。

（2）焊条选择 

铸408是镍铁合金焊芯，强还原性石墨型药皮的铸铁焊条，具有强度高，塑性好，线膨胀系数低及良好的抗裂性能。因此可选用铸408焊条对铸铁阀体断口进行焊接修复，利用其塑性好来松弛近缝区的应力，增加焊缝的塑性储备，从而降低焊接接头的拘束应力，使焊缝金属不产生裂纹。

（3）焊接参数选择 

焊接参数如附表所示。

（4）预热温度选择 

①定位焊时，必须预热。因为焊接接头处于常温状态，温度低，定位焊时易出现焊缝中间凸起，两边熔合不良。

②由于铸铁阀体结构不规则，壁厚不均匀，在焊接过程中存在较大拘束度和焊接拉应力，所以焊前将断口处局部缓慢预热至550~700℃（呈褐红色至樱红色之间），使焊接区温度升高，增加铸铁件的塑性，减少焊接区与铸铁构件上阻碍焊缝自由收缩部位的温度差，从而降低构件的拘束应力。

③焊接过程中工件温度及层间温度保持在400℃以上，可使温度差减小，从而减少焊接应力，同时也降低了冷却速度，避免白口和淬硬组织及冷裂纹的产生。

④预热时力求温度均匀上升，以免不均匀高温加热导致母材内部产生微裂纹，形成裂源。同时局部预热面积可大些，这样也可防止产生或减少焊接应力。

（5）焊接工艺及分析 

第一，打底焊时，焊条稍做横向摆动，使坡口两边母材充分熔合（因断口形状不规则，对口间隙不均匀），得到较为平整的焊道，避免焊道凹凸不平。焊后锤击焊缝表面，以消除焊接应力。

第二，打底焊完后，用角向磨光机（焊口操作位置不便时，可用碳弧气刨、扁铲）清根，并检查焊缝有无裂纹及其他缺陷。然后再将焊道加热并保持400℃以上进行填充焊。

第三，填充焊采用多道直线排焊，并注意焊道之间及层间清理。保持400℃以上的层间温度，这样不仅减小层间温差，而且铸铁由常温无塑性变为有一定塑性，改善了接头应力状态。

第四，盖面焊采用直线排焊。注意与坡口两边熔合好，每道焊缝焊接结束或中断时，弧坑都要填满，以防止产生热裂纹。

第五，焊接过程中应注意各焊道起始点应错开，每层先焊坡口两侧，后焊中间。

（6）焊接顺序 

DLY12—15—2 型液下泵重达500kg，在焊接过程中，焊口只能在水平位置焊接。由于Z408焊条在仰焊及下爬坡位置操作困难，所以应使断口的上半部和下半部在打底、填充和盖面时翻转交替焊接。

（7）焊后处理 

为防止焊后冷裂纹，应立即用石棉保温，保温时间在12h左右，减慢冷却速度，使焊缝中的氢逸出，避免产生延迟裂纹。然后用磨光机修磨焊缝表面余高，以减少应力集中，并用着色探伤检测有无裂纹及其他缺陷。

3.结语

在以往的焊接生产经验中，对铸铁裂纹的焊补大多采用同质焊缝的焊接材料热焊法，或是采用异质焊缝的焊接材料冷焊法。而单独采用以上两种方法中的一项，对铸铁阀体进行焊接修复，往往达不到承受工作压力及密封无泄漏的工作要求。

若采用上文所述异质焊缝的焊接材料，并通过焊前预热（550~700℃），焊接过程中保持400℃以上的层间温度，焊后保温缓冷的工艺措施，则可以解决铸铁阀体的断口问题。在安装使用后，没有发现裂纹及渗漏现象，运行效果良好。