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模具加工和表面工藝處理問題

壹、富森金屬缺陷修補冷焊機簡介

(1)組成

主要由主機和焊槍兩部分構成。

(2) 焊機工作原理

在氬氣(最好用氬氣保護)的保護下,電源部分將高頻脈沖電送至旋轉著的電極 材料,當旋轉電極 的端部與工件的表面 接觸時,便會產生放電。在電極 與工件接觸產生電火花的瞬間,電極 接觸區的溫度高達7000-10000℃,電極 材料熔融並向工件的表面 沈積。

二、主要特性

由於采用了電火花沈積的原理,與常見的焊接方法相比,這壹補焊機在補焊鑄件的表面缺陷方面具備了優異的特性。

(1)基體抗變形能力以及抗裂性

富森金屬缺陷修補冷焊機在進行電火花放電時,雖然在放電的瞬間能產生7000--10000℃的高溫,以使電極材料端部產生熔化和氣化,但是,由於放電的時間很短,大約是0.1~0.2ms,放電的面積又很小,因此放電熱作用只發生在工件表面的微小區域。就整個工件而言,仍處於常溫狀態或溫度略有上升,工件不會因此而退火和變形。

與常規的焊接方法相比,由於每壹次放電沈積的金屬和熱輸入都極小,相應地在工件表面造成的熱影響區必然極薄,在熱影響區形成的殘余應力就會很低。再加上電極接觸時的滾壓作用,使得熱影響區組織和應力分布有所改善。因此,采用富森金屬缺陷修補冷焊機進行補焊時,即使不預熱,鑄件的表面也不會開裂。曾采用補焊機在常溫狀態下補焊高鉻白口鑄鐵缺口,缺口的外形尺寸為長20mm、寬4mm、深3mm,補焊後,未發現鑄件有任何裂紋。而采用手工焊(焊條為Z308)的方法,壹接觸起弧,很快就會聽到清脆的開裂聲,根本就無法進行焊接。

(2)沈積層與基體的結合方式

沈積層與基體的結合方式,取決於沈積時的反應以及反應產物。電火花沈積時放電區間溫度高達7000-10000℃,足以使電極材料的端部以及基體的表面產生熔化和氣化,冷凝所得到的沈積層必然是電極材料與基體材料重新合金化而形成的新的合金層。因此,沈積層與基體的結合方式為冶金結合,沈積層也可以稱為堆焊層。

(3)沈積效率

富既然是冶金結合,那麽電極材料與基體材料就存在相互匹配的問題。如果兩種材料之間的冶金反應很弱,既不能形成固液體,又不能形成化合物,那麽將很難獲得沈積層。

森金屬缺陷修補冷焊機輸入功率達幾千W,放電頻率達50---2100Hz。在壹般情況下,像綠豆大小的砂眼僅需要1-2min即可以焊接完畢。沈積效率能較好的滿足鑄件表面缺陷補焊的要求。

(4)操作與靈活性

操作方法容易,不需要焊接技術等級較高的操作人員。

三、 常規補焊工藝

(1)先將待修鑄件表面的氧化皮、鐵銹、油漬以及汙漬等去除幹凈,若鑄件表面缺陷比較深時還應該開坡口。

(2)將氬氣的流量設置在5~lOL/min。

(3)選擇合適的堆焊電極,夾緊在焊槍上,電極伸出噴嘴的長度可以控制在20mm以

內。

(4)堆焊時,用電極的端部輕觸鑄件表面並移動。首先以較小的輸出功率進行堆焊。修補精密焊件時壹定要保證氬氣連續不斷地從噴嘴中噴出,以避免電極和堆焊層氧化。

(5)增加輸出功率進行堆焊,此時火花比較多,堆焊的金屬應呈現出明亮的金屬光澤。

(6)鑄件表面太粗糙時,用銼刀修平後再堆焊。

(7)選用機加工或鉗工的方法均可加工堆焊的表面。

四、典型應用實例

某工廠的加工壹批灰口鑄鐵平板,在精磨前發現有的平板表面存在砂眼。選用Z308焊條進行手工焊修補時,精磨後發現焊點的周圍出現了壹圈白亮的光環,灰口鑄鐵平板被判報廢。究其原因,主要是熱影響區在焊接的過程中產生了明顯的硬化,硬化區的硬度比母材以及焊縫高出很多,在精磨時硬化區的磨削量比母材和焊縫都小,相當於對其在進行研磨,使得該處的光潔度明顯的高於母材和焊縫。

選用富森金屬缺陷修補冷焊機進行補焊砂眼時,材料選用鎳基焊絲,執行常規的補焊工藝,很容易地完成了灰口鑄鐵平板表面砂眼的修補。精磨結果表明,鑄鐵平板的表面無任何亮點,補焊處的致密性優於鑄鐵的基體