浅谈金属建材构件缺陷修补的工艺处理
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摘要：本文以普通碳钢的缺陷处理和合金钢的缺陷处理作为中心论题，结合本人多年的工作实践，从技术的角度出发，详细地阐述了这两类金属构件在工艺处理上的一些技术要点和注意事项，特整理形成本文，以供业内同行共同参考借鉴。
中图分类号：U291.4+5 文献标识码：A
凡从事金属机械构件生产的人员都知道，要从生产车间里生产出一个零配件或一件钢构件，是一件十分不容易的事情，有些性能较为特殊、结构较为复杂的金属构配件，其生产过程和技术处理更是要经过大大小小的十几道工艺，可谓是来之不易。然而，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，应按其规定进行修复。凡是经过修复、检验，确认合格的铸件，可以不列为废品，可以继续使用。本文在这里所要进行探讨和交流的，就是当这些金属构件出现某些缺陷时，作为车间的技术管理人员或生产管理人员，应如何进行处理？应采取哪种方式或借助哪些设备进行修复，而不至于让一些原本可以通过修复技术来恢复其性能和质量要求的构配件轻易地倒进废品堆，成为一堆废铁，从而浪费大量的人力物力资源，增加生产成本，降低次品率。下面，本人将结合自身岗位实践，从技术管理的角度出发，和大家一同来探讨一下关于金属构件缺陷修补的相关工艺技术问题。
1 普通碳钢的缺陷处理普通碳钢中的碳对钢的焊接性能影响是：钢的含碳量越高，焊接性能越差，高碳钢的焊接性能要比低碳钢差。例如：摇臂是一种普通钢铸件，在它铸造出现缺陷时，正常表现出的缺陷有：夹渣、裂纹、内部疏松等，处理时先用加热器加热，温度控制在300度左右，加热3个小时后用气割或碳弧气刨将缺陷处挖出，等挖干净后用磨头机将其打磨干净，等探完伤后确定没有缺陷了就可以准备焊接了。焊补前用加热器进行5小时的加热，电热毯盖住缺陷处温度500度，等到500度就可以焊接了。焊机选用直流弧焊机，电焊条用506，焊补中不能一次性焊结束，要注意焊接中产生的药皮一定要清理干净，否则会影响修补效果。等焊补完后要对焊补处进行500度的加热，等加热温度达到后用石棉布进行保温12小时后，就可以进行打磨探伤，这样焊补后的铸件可进行磁粉、超声波探伤，成功率很高。补焊：为修补工件(铸件、锻件、机械加工件或焊接结构件)的缺陷而进行的焊接。为保证低中高碳钢钢制零件的补焊焊修质量,必须合理制定焊接工艺:焊补中应用的最广泛的是电弧焊。针对不同的类型构件，可参考以下处理方式：
(1)低碳钢零件低碳钢含碳量不大于0.25%,塑性好,一般没有淬硬倾向,对焊接热过程不敏感,可焊性良好.焊这类钢时,不需要采取特殊的工艺措施,通常在焊后也不需要进行热处理(电渣焊除外)。
(2)中,高碳钢零件
中碳钢含碳量在0.25%～0.6%之间,而高碳钢含碳量在0.6%～2.11%之间.随含碳量的增加,淬硬倾向愈发明显,可焊性逐渐变差,焊缝金属热裂缝倾向较大,热影响区易产生淬硬组织和冷裂缝,焊缝根部也易产生氢致裂纹。
为了提高中，高碳钢零件的焊修质量，可采取以下措施：
焊前必须进行预热，中碳钢预热温度一般为150℃～250℃，高碳钢为250℃～350℃，焊接过程中必需保持层间温度不低于预热温度，使焊接时工件各部分的温差减小，以减小焊接应力，选用多层，以使前面一层焊缝受后一层热循环作用，从而使晶粒细化而改善性能。焊后及时热处理，以减少或消除焊接残余内应力，改善街头的显微组织，同时加速焊缝中氢向外扩散，减少裂纹产生。尽量选用低氢焊条，增强焊缝抗裂性能；加强焊接区的清理工作，以清除油，水，锈及可能进入焊缝的氢的来源；设法减少母材熔入焊缝的比例，例如结构件，管道等焊接前均需制备坡口。
2合金钢的缺陷处理
所谓合金钢，就是在碳钢的基础上，为了改善某些性能有意加入一些元素的钢。所加入的元素称为合金元素，常用的合金元素有：硅、锰、铬、镍、钨、钼、钒、钛、铝及稀土元素等等合金钢，通常分为：低合金钢、中合金钢、高合金钢，它们的处理方法与修补工艺是不一样的。例如：建材机械中常用的托轮正常的材质：42CrMo正常表现的缺陷有表面气孔密集、表面夹渣、裂纹等，在处理过程中一定要按照修补工艺进行处理，才能确保成品的成活率。开始处理托轮时要先观察托轮的缺陷大小进行加热，缺陷大的要进行整体加热，缺陷小的要电加热器加热。在加热过程中要连续加热温度500度4小时等加热温度达到后就可以进行挖缺陷了，挖干净缺陷后用磨头机进行打磨清除缺陷处的氧化皮等杂物，注意的是一定要清理干净否则会影响焊接质量。在正式焊接前用加热器进行加热，电热毯覆盖缺陷处温度550度加热5小时，焊机选用直流焊机型号600焊条选用THJ507，直径4的焊条，焊补前焊条须进行200度3小时的烘干，开始焊补时先进行打底。打底时电流不能太大，用气铲或手锤进行反覆敲打再进行焊接，等底部焊完后再观察是否出现裂纹气孔，如果没有就可以进行正式焊补了，在焊补的过程中一定要清理药皮，对焊补处用手锤进行反复的敲打以消除应力防止产生裂纹，等修补完后要立即对修补处进行加热保温，500度4小时后可以进行打磨探伤了，以这种处理工艺进行修补过的合金42CrMo的成活率相当高。
例如：建材机械中常见的大齿轮，它的材质也是合金材质，通常有：42CrMo，35CrMo，35SiMn.正常35SiMn这种材质比较多，正常出现的缺陷有：表面夹渣、气孔密集、表面裂纹等等。在修补前先进行缺陷处的探伤，等缺陷处的面积大小以及深度确定后，可进行修补处理了，这种材质相对42CrMo的材质在处理难度上要大一些，所以在处理过程中要特别注意：温度的高低焊接电流的大小，以及加热保温的时间长短等等。
在处理大齿圈前先进行预热温度控制在300度左右，然后对缺陷处进行气割或气刨将缺陷物清理出来，一定要全部清理出来，包括很细针眼大小的气孔，往往焊接过程中出现的小裂纹就与针眼大小的气孔有着密切的关系，等清理完毕后，进行着色探伤，确定没有缺陷了，就可以进行焊补前的准备工作了，首先将焊补的缺陷进行600度的2.5小时的电加热，等加热后可进行焊前打底了，打底时要用气铲进行反覆的敲打以达到失放应力的效果，在焊补过程中尽量一次性焊好，不能断热否则会影响修补效果，在焊补过程中每焊一点都要进行气铲敲打以释放焊接时产生的应力，焊机选用直流500焊机，焊条选用E307的焊条，焊补前对焊条进行300度2小时的加热后用保温桶存放。焊补完后对修补处进行热处理以达到保温5小时，硬度达标的效果，以这种修补工艺进行修补后的齿轮成品率可达100%。例如：建材机械中常见的挡轮它也是一种合金钢，它正常所用的材质为42CrMo，在它出现缺陷时通常两种：一种是夹渣，还有一种就是裂纹，因为铸件不大，所以大的缺陷一般不可能出现，处理起来也要相当仔细，它的处理工艺与大齿圈的处理工艺基本上差不多，先将缺陷处进行加热等温度达到350度将缺陷挖出，清理干净后，加热500度进行焊补，气铲对焊补处进行反复敲击以达到释放应力。焊补完后需进行整体回火，以达到焊补硬度的双重效果，等保温12小时后可进行磁粉、超声波的探伤。
结束语
总之，对于不能满足质量要求、表观要求的金属构件，及在正常使用过程中出现的磨损、腐蚀和意外情况造成的硌伤、拉伤等问题，我们，应根据不同的构件材质及金属特性来选择不同的修复技术。这样，不仅可以延长机械构件的使用寿命，节约生产成本，而且又能促进修补技术及修复设备的不断提高和进化，培养一大批能拥有修复、修补技术本领的技术工人，一举多得，不失为一个绝佳的选择。
参考文献
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