焊接技术应用于维修工作时称为焊修。焊修是通过加热基体及焊条,并使之溶化,使两个分离体结合成一个整体的加工方法。零件的加热会带来基体组织、性能和形状的改变,这是焊修的关键问题。根据加热方式的不同,焊修可分为电弧焊、气焊和等离子焊等。按照焊修的工艺和方法不同,可分为焊补、堆焊、喷焊和钎焊等。
(一)焊 补
1.铸 铁
普通铸铁是制造形状复杂、尺寸庞大、防振减磨的基础性零件的主要材料。铸铁件的焊补,主要应用于裂纹、破断、磨损、气孔等缺陷的修复。焊补的铸铁主要是灰铸铁。
铸铁的可焊性差,在焊补时会产生很多困难:铸铁熔点低,铁水流动性差,施焊困难。焊缝易产生又脆又硬的白口铁,焊缝不熔合、加工困难、接头易产生裂纹,甚至脆断。为此,必须采用一些技术措施才能保证质量。选择性能好的铸铁焊条;做好焊前准备,清洗、预热等;控制冷却速度(缓冷)。铸铁件的焊补分为热焊和冷焊两种。需根据外形、强度、加工性能、工作环境、现场条件等特点进行选择。
(1)热焊。它是焊前对工件进行高温预热,焊后加热、保温、缓冷。用气焊或电弧焊均可得到满意效果。焊前加预热到 600°C以上,焊接过程不低于 500°C,焊后缓冷。
这个过程工件温度均匀,焊缝与工件其他部位之间温差小,有利于石墨析出,避免白口、裂纹和气孔。热焊的焊缝与基体组织基本相同,焊后加工容易,焊缝强度高,耐水压、密封性能好。比较适合铸铁件毛坯或加工过程中发现形状复杂的基体缺陷的修复。
(2)冷焊。它是不对铸件进行预热或预热温度低于 400°C的情况下进行,一般采用手工电弧焊或半自动电弧焊。冷焊操作简便,劳动条件好,施焊时间短具有更大的应用范围,一般铸铁件多采用冷焊。
冷焊时要根据不同的焊补厚度选择焊条直径,按照焊条直径选择焊补规范,包括电流强度、焊条药皮类型、电源性质、电弧长度等。使焊缝得到适当的组织和性能。冷焊操作时,需要较高的焊接操作技能。
2.有色金属
主要有铜及铜合金、铝及铝合金等。因它们的导热性高,膨胀系数大熔点低、高温下脆性较大、强度低很容易氧化,所以可焊性差焊补比较困难。必须采用一些技术措施才能保证质量。
铜及铜合金的特点是:在焊补过程中,铜易氧化,生成氧化亚铜,使焊缝塑性降低,促使产生裂纹;导热性强,比钢大 5~8 倍,焊补时必须用高而集中的热源;热胀冷缩量大,焊件易变形,内应力增大;易在焊缝熔合区形成气孔,这是焊补后常见的缺陷之一。所以要重视以下问题:焊补材料的选择(电焊条、焊粉)及焊补工艺正确。
铝及铝合金的特点是:铝及铝合金的可焊性差,主要是氧化膜问题。铝及铝合金的焊接方法很多。目前焊接质量较好的是钨极交流氩弧焊,其次是气焊、弧焊。无论哪种方法,都要做焊前清洗工作。
3.钢
对钢进行焊补主要是为了修复裂纹和补偿磨损尺寸。各种钢的可焊性差别很大。低碳钢和低碳合金钢在焊接时发生淬硬的倾向较小,有良好的可焊性。随着含碳量的增加,可焊性降低。高碳钢和高碳合金钢在焊接时发生淬硬的倾向大,易形成裂纹。含碳或合金元素很高的材料一般都经过热处理,损坏后如不经过退火直接焊补,易产生裂纹。(www.xing528.com)
(二)堆 焊
堆焊是焊接工艺方法的一种特殊应用。它不是为了形成接头焊缝,而是用焊接的方法在零件表面堆敷一层金属。其目的在于修复因磨损损坏了的零件或在表面得到特殊的性能,如耐磨性、耐腐性。凡是属于熔焊的方法都可以用于堆焊,目前应用最广的方法有手工电弧堆焊、氧-乙炔焰堆焊、振动堆焊、埋弧堆焊、等离子堆焊。
堆焊特点是堆焊金属与基体金属有很好的结合强度;对基体的热影响小,热变形小;可以快速地得到较厚的金属层,效率高。
在工艺措施中注意两点,一是耐磨堆焊层一般都有较高的硬度,存在淬硬性,容易产生裂纹,为了减少这种倾向,要采取预热和缓冷措施;二是耐磨堆焊层堆焊材料都含有较多的合金元素,堆焊时由于基体的熔化会冲淡合金元素的浓度,影响堆焊层性能,所以要采取措施予以避免。
(三)喷 焊
喷焊是在喷涂的基础上发展起来的。它是将喷涂层再进行一次重熔过程处理,与基体表层达到熔融状态,进一步形成紧密的合金层。与喷涂相比,它具有结合强度高、硬度高,同时使用高合金粉末之后可使喷焊层具有一系列的特殊性能。喷焊时工件表面产生熔化熔敷层。
喷焊不仅用于表面磨损的零件,当使用合金粉喷焊时,能使修复件比新件更耐磨,而且它还可以用于新零件的表面强化、装饰等。
(四)钎 焊
钎焊采用比母材熔点低的金属作钎料,把它放在焊件连接处一同加热到高于钎料熔点而低于基体金属的熔点温度,利用熔化的液态钎料润湿基体金属,填充接头间隙,并与基体金属产生扩散作用,而把分离的两个焊件连接起来的焊接方法。
钎焊适用于焊接薄板、薄管、硬质合金刀头焊修、铸铁件及电气设备等。钎焊根据钎料熔点的不同分为两类:
(1)软钎焊,即钎料熔点在 450°C以下进行的钎焊,如锡焊等。常用的钎料是锡铅焊料。主要用于电器元件的修理。
(2)硬钎焊,即钎料熔点为 450~800°C,主要用于有色金属材质的修理,如空调修理中的热交换器铜管的焊修。
根据采用的热源不同,可分为火焰钎焊、高频钎焊。为使焊接牢固,钎焊时必须使用溶剂。溶剂作用是溶解和消除零件钎焊部分表面的氧化物,保护钎焊表面不受氧化,改善液态钎料对焊件的润湿性。
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