铸钢件焊接铸钢件的工程性能
铸钢件焊接铸钢件的工程性能
耐磨性铸钢的耐磨性与类似成分和形态的锻钢相似。
耐腐蚀性能铸钢的耐腐蚀性能与相当成分的锻钢相似。已公布的各种状态下的锻造碳钢和
低合金钢的耐腐蚀性能数据都可用于铸钢。
耐热性能当温度高于480-540℃时，碳钢和低合金钢氧化迅速，形成的氧化皮不能保护氧
化皮下面的金属不进一步氧化。
如果这些钢长期被直于这样的高温下，它们就会被逐渐变成氧化物。为了有效抗击高温下的
氧化现象，必须使用高合金钢。
可机加工性对铸钢件进行广泛的车削和钻削试验表明，只要强度、硬度和显微组织相当，不同熔炼工艺生产的钢，其可机加工性没什么重大的区别，而且锻钢和铸钢间的可机加工性也没什么重大区别。砂型铸件表面或表皮常常迅速磨损切削刀具，这可能是因为摩擦材料粘附在铸件上造成的。所以，第一次切削时，进刀应足够深，以便能切到表皮以下，或者是切削速度可以降低至母材金属推荐切削速度的50%。
显微组织对铸钢可机加工性有相当大的影响。通过正火、调质或退火，有时可使铸钢件可机
加工性提高100%。
焊接性能铸钢件的焊接性能与同样成分的锻钢相似，焊接铸钢件考虑的因素与锻钢件相同。使用小焊条焊接大断面时会产生剧烈的淬火效应，这种效应会在紧邻焊缝的金属母材金属（在热影响区）上形成马氏体。这种效应甚至在低碳钢上也会发生，它会使热影响区的延展性减少。最大含碳量为0.2,含锰量为0.5的铸钢,这种效应通常要小一些。但是，很重要的一点是所有碳钢(含碳量在0.20%以上)和空冷淬硬钢,在用标准推荐温度焊接之前，必须预热，保持适当的层间温度，然后，焊接以后进行热处理，以使其产生足够的延展性。
为了防止碳钢和低合金钢产生裂纹，焊珠的硬度不应超过HV350，焊接后只产生压应力的那些地方除外。对于限制条件比较苛刻的那些形状而言，这一数值可能还不够低。
所有铸件，在焊接后，基本上都进行消除应力的处理，甚至在把铸钢件焊接到锻钢上这样的
复合制作工艺也是如此
。
工业界对易焊铸钢件规定的成分方面的最大限制是0.35碳,0.70锰,0.30铬,0.25钼(最大)加钨,按照铸钢行业广泛使用的消除应力处理的情况，不理想元素的总量为1.00%.碳含量每比规定的最大含量少0.01%时,多数技术规范都允许锰含量比规定的最大含锰量可增加0.04%,最后可增加至1.00%(ASTM A27, A216, A217, A352, A487, A643以及
A757。有关焊缝质量的控制规范是ASTME164和E390。
许多焊缝之所以发生破断，其原因并不在焊缝本身，而在紧邻焊缝的区域。在焊缝形成时，这一区域瞬时被加热至熔化温度。距焊缝距离越远，温度越低。这种加热引起材料结构方面的变化，同时使邻近焊缝熔敷金属的区域变得硬而脆，因而使这一部分的韧性下降，在冷却过程中和冷却以后常常发生开裂现象。除碳以外的某些其它合金元素，如镍、钼和铬，同样也会使母材产生空气硬化。正是因为这些原因，所采用的合金元素数量必须有一定的限制，除非采取一些特殊措施，如使用材料预热到150-315℃。对焊接铸件进行焊后热处理，或者在650-675℃的温度使焊接铸件加热一定时间，可以消除热影响区的硬度。这样的处理
亦可消除焊接件里的应力。
采用电弧焊焊接铸钢件时，一般最好使用优质厚药皮焊条（AWS E7018型），粒状焊剂或CO2保护气氛。这些焊药里很少或根本没有可燃材料。矿物药皮常常用来使氢吸收控制在最低水平上，因而可以限制焊道下的裂纹。焊道数量及焊接条件的选择与锻钢的焊接实践
类似。
铸件焊缝可以采用γ或x射线法进行射线探伤，以便确定焊接部分的均匀性程度。最通常的缺陷是未焊透、夹渣和气泡。在探测表面裂纹和近表面裂纹方面，磁粉探伤已是非常有用
的方法。
就机械性能而言，将铸钢与锻钢联结起来的焊缝，同将锻钢与锻钢联结起来的焊缝相比，是一样的。通过焊缝加工制成的多数拉伸试样将在焊缝外面，在热影响区发生断裂。这并不意味着焊缝比铸件的基本金属强度更高一些。为了防止在热影响区产生脆性，需要有严加控制
的焊接技术和消除应力处理。
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看你是什么材质的铸钢件，如果是GS20Mn5，和A3板对接，我们用的是J507，E5015
使用JM-56（ER50-6）就可以了
重型铸钢件的焊接修复赵颖陕西省西安市９９号信箱９室（７１００６１）摘要研究了铸铜件（粉碎头）产生裂纹、夹砂、气孔等缺陷的原因并提出修复方案，进行了最佳工艺参数选择．试验结果表明：补焊后的焊缝和母材具有同等性能．关键词重型铸钢件，裂纹，修复铸钢件在生产过程中由于各种原因，往往会出现裂纹、夹砂、气孔等缺陷，给铸件造成致命的破坏而报废。采用补焊的方法往往可以使之得到修复，并且能达到产品的各项性能要求。粉碎头是本厂为美国ＡＴＬＡＳ公司生产的产品，其材质美国牌号为：ＡＳＴＭＡ１４８，９０～６０级，国内与之相近牌号为ＺＧ２７Ｃ
ｒＮｉＭｎＭｏ。本文在研究了粉碎头的化学成分、机械性能及缺陷产生原因的基础上，采用“ 小铁研”抗裂试验，为该类钢的补焊提供了依据。１试验材料和试验方法１．１试验材料基本材料为２０ｍｍ厚的ＺＧ２７ＣｒＮｉＭｎＭｏ板，其机械性能（调质）为σ＿ｂ＝６２１ＭＰａ，σ ＿ｓ＝４１４ＭＰａ，ψ＝４０％，δ＿ｓ＝２０％。１．２试验方法试板尺寸如图１所示。采用手工焊，焊条Ｅ６０１５－Ｈ焊接工艺规范参数为：焊接电流１６０Ａ，焊接电源直流反接，焊接速度：打底焊ｖ＝１２．５ｃｍ／ｍｉｎ，其余各层ｖ＝１４．１ｃｍ／ｍｉｎ，焊接顺序见图１。２接头性能试验及结果焊后经６００℃ｘ５ｈ退火处理，试样加工成φ１０ｍｍ圆棒，做机械性能试验，结果为：σ＿ｂ＝６３９ＭＰａ，σ＿ｓ＝４４５ＭＰａ，ψ＝５０％，δ＿５＝１８％，面弯１００°无裂纹，焊缝硬度ＨＢ１８４～１８９，母材硬度ＨＢ１９３～１９５。钻孔取样化学分析结果：０．１３５％Ｃ，１．１４％Ｍｍ０．３８％Ｓｉ，０．４％Ｎｉ，０．００９％Ｓ，０．２０％Ｐ其余Ｃｒ。金相组织分析结果为：焊缝：块状铁素体十奥氏体分解产物；热影响区：块状铁素体十回火索氏体十少量针状铁素体；母材：铁素体十回火索氏体：宏观检查结果：焊接及热影响区未发现裂纹、未熔合、夹渣、气孔等缺陷。３讨论分析由于本厂第一批粉碎头采用了Ｒ３１７焊条焊接，该焊条成分中含有铬，导致焊缝变硬（含有碳化铬），有一部分粉碎头焊后局部产生了裂纹，质量达不到外商要求，外商在进行返修后，将返修费用从货款中扣回，使本厂蒙受了巨大损失。第二批粉碎头由笔者负责补焊工艺工作，对该钢种可焊性进行了分析，并预先计算了焊接工艺参数，规定了严格的操作程序。３．１可焊性分析根据国际焊接学会（ＩＩＷ）推荐的碳当量计算公式计算出ＺＧ２７ＣｒＮｉＭｎＭｏ的碳当量为：Ｃ＿ｃｑ（下限）＝０．５１９％，Ｃ＿ｅｑ（上限）＝０．８１５％，取其平均值为Ｃ＿ｅｑ（平均）＝０．６６７％。由此可知该钢属于高淬硬倾向的钢种，而粉碎头最小壁厚大于４０ｍｍ，属于大厚板三维应力状态，焊后拘束应力很大。因此，ＺＧ２７ＣｒＮｉＭｎＭｏ可焊性很差，在补焊过程中必须采取焊前预热，焊后消除应力的措施。３．２焊接材料的选择铸钢件补焊区及热影响区的组织及性能在很大程度上取决于焊接材料。为了保证焊缝的力学性能与母材匹配，焊缝成分力求与母材相近，但为了防止焊缝有较大的热裂倾向，焊缝含碳量应比母材稍低一些。参阅有关资料后，决定采用手工电弧焊工艺方法，选用φ４ｍｍＥ６０１５－Ｈ高韧超低氢焊条。该焊条熔敷金属的化学成分和机械性能为：≤０．１％Ｃ≤０．８％Ｍｎ，≤０．８％Ｓｉ，０．６％～１．２％Ｎｉ，０．１０％～０．４０％Ｍｏ，≤０．０３５％ｓ，≤０．０３５％Ｐ：σ＿ｂ≥６２０ＭＰａ，σ＿０．２≥５００ＭＰａ，δ＿５≥１７％。扩散氢在熔敷金属中易产生白点，形成裂纹源，采用超低氢焊条，严格控制了熔敷金属中的扩散氢含量（１．５ｍＬ／１００ｇ），避免了白点产生。３．３焊接工艺参数的确定（１）ｔ＿８／５和预热温度Ｔ＿０的确定据有关文献介绍，低合金高强钢不产生裂纹的冷却时间ｔ＿８／５下限值为７ｓ。考虑到实际预热温度的偏差、焊件厚度、导热能力、拘束度以及在焊接过程中防止出现裂纹等因素，应将ｔ８／ｓ提高至２ｌｓ。另据文献介绍，板厚在４０～６０ｍｍ时，预热温度下限值为２００℃，而据《重型行业标准》中推荐的公式：Ｔ＿０＝Ｃ＿ｅｑｘ１００ｘ３６０（℃）计算，得Ｔ＿
０＝２４０．１２℃。考虑到将工件由炉内吊至施焊现场有一段时间，这段时间内有温降。因此，取Ｔ＿０＝２５０℃。（２）焊接电流、电压、焊速的确定根据前西德钢铁学会１９７９年公布的钢铁材料技术指导文件进行计算，假设埋弧焊热效率η＝１，则在三维传导条件下，有：式中ｔ＿８／５──８００～５００℃的冷却时间，ｓη──焊接方法中相对于埋弧焊的相对热效率Ｅ──线能量，Ｊ／ｃｍＴ＿０──施焊时的预热温度，℃Ｆ＿３─ ─焊缝形状系数相对热效率为：埋弧焊η＝１．０，碱性焊条手工焊η＝０．８，钛型焊条手工焊η＝０．９，ＣＯ＿２气保护焊η＝０．８５。焊缝形状系数Ｆ＿３的取值见下表。本产品取η＝０．８，Ｆ＿３＝０．９，Ｔ＿０＝２５０℃，ｔ＿８／５＝２１ｓ，代入（１）式后得，Ｅ＝２４５３８Ｊ／ｃｍ。众所周知：对于φ４ｍｍ焊条，Ｕ＝２８～３２Ｖ，取Ｕ＝２８ｖ；Ｉ＝１４０～１７０Ａ，取Ｉ＝１５０Ａ；代入（２）式，则焊接速度ｖ＝１４．１ｃｍ／ｍｉｎ。所以ＺＧ２７ＣｒＮｉＭｎＭｏ的焊接工艺参数为：Ｕ＝２８～３２Ｖ，Ｉ＝１４０～１７０Ａ，ｖ＝１４．１ｃｍ／ｍｉｎ。４补焊工艺方案４．１焊前准备（１）焊前通过磨削或机械加工等方法将缺陷清除，若采用碳弧气刨或气割清除，则铸件预热２５０℃左右，补焊区应修磨平整，并彻底清除坡口及其周围２０ｍｍ以内的粘砂、油、水、锈等脏物。（２）为防止裂纹扩展，可在裂纹两端钻直径不小于１０ｍｍ的孔后再开坡口，坡口形式为Ｕ形或圆形，见图２（ａ＝１０°～１５°，Ｒ＝６～８ｍｍ）。（３）整体预热至２５０℃，并在距补焊区７５～１００ｍｍ处进行测温。（４）禁止在空气对流的场所进行补焊，环境温度不低于１０℃。（５）焊条用φ４ｍｍＥ６０１５－Ｈ用前经３８０℃ｘ２ｈ烘焙，或按焊条说明书烘焙，焊条烘焙后放在１００～１５０℃恒温箱中保温，随用随取。５补焊５．１由有经验的焊工进行操作，尽可能在水平位置施焊，防止未焊透及弧坑裂纹产生。补焊连续进行，不得不中断时，应采取保温措施。５．２焊接电流：平焊时１４０～１７０Ａ，立焊及仰焊时１３０～１６０Ａ，焊接电源直流反接。５．３补焊时，焊条不应摆动过大，缺陷较大时应分段、交错焊接，采用短弧、窄焊道、多层焊，焊完各层的每道焊缝后，应用风铲（圆平头）或榔头进行锤击以减少焊接应力。５．４补焊过程中若发现裂纹等缺陷，应彻底清除后方可继续补焊。５．５同一部位的补焊次数不能多于三次，调质处理后的补焊次数不应多于两次，超过上述规定，须经有关部门认可方可进行补焊。５．６焊后将焊缝打磨平整。８焊后热处理及检验粉碎头焊后应进行消除应力热处理，热处理工艺曲线见图３。焊后对焊缝进行宏观检查，不得有裂纹、未焊透、未熔合等缺陷，否则应返修，直至合格。首批样件按ＡＳＭＥＳＥ－７０９和ＡＳＴＭ第三章ＮＢ２５７７逐件进行磁粉探伤，不允许线状和圆状显示，其值不大于０．７６２ｍｍ（０．０３０ｉｎ），深度不大于６．３５ｍｍ（０．２５ｉｎ）。超声波探伤按Ａ．Ｉ．ＯＡ－１００Ｒｅｖ。ｏ进行，结果均合格。７结论（１）采用计算确定的焊接工艺规范参数补焊，所焊、的产品质量均合格。（２）用Ｅ６０１５－Ｈ补焊ＺＧ２７ＣｒＮｉＭｎＭｏ可使焊缝性能与母材相同，而用Ｒ３ｌ７焊条则不行。参考文献｜｜１周顺深．低合金耐热钢．上海人民出版社，１９７６．２张文钺．金属熔焊原理及工艺（上）．机械工业出版社，１９８０．３周振丰．金属熔焊原理及工艺（下）．机械工业出版社，１９８１．４曾乐．焊接工程
学．新时代出版社，１９８６．５焊接材料产品样本．机械工业出版社，１９８７．６铃木春义．焊接金属学．机械工业出版社，１９８２．７焊工手册．机械工业出版社，１９７５．８中部焊接振兴会．现场焊接技术，河北人民出版社，１９８２．重型铸钢件的焊接修复@赵颖重型铸钢件，裂纹，修复研究了铸铜件（粉碎头）产生裂纹、夹砂、气孔等缺陷的原因并提出修复方案，进行了最佳工艺参数选择．试验结果表明：补焊后的焊缝和母材具有同等性能．１周顺深．低合金耐热钢．上海人民出版社，１９７６．２张文钺．金属熔焊原理及工艺（上）．机械工业出版社，１９８０．３周振丰．金属熔焊原理及工艺（下）．机械工业出版社，１９８１．４曾乐．焊接工程学．新时代出版社，１９８６．５焊接材料产品样本．机械工业出版社，１９８７．６铃木春义．焊接金属学．机械工业出版社，１９８２．７焊工手册．机械工业出版社，１９７５．８中部焊接振兴会．现场焊接技术，河北人民出版社，１９８２．ｔ＿８／５＝２１ｓ，代入（１）式后得，Ｅ＝２４５３８Ｊ／ｃｍ。众所周知：对于φ４ｍｍ焊条，Ｕ＝２８～３２Ｖ，取Ｕ＝２８ｖ；Ｉ＝１４０～１７０Ａ，取Ｉ＝１５０Ａ；代入（２）式，则焊接速度ｖ＝１４．１ｃｍ／ｍｉｎ。所以ＺＧ２７ＣｒＮｉＭｎＭｏ的焊接工艺参数为：Ｕ＝２８～３２Ｖ，Ｉ＝１４０～１７０Ａ，ｖ＝１４．１ｃｍ／ｍｉｎ。４补焊工艺方案４．１焊前准备（１）焊前通过磨削或机械加工等方法将缺陷清除，若采用碳弧气刨或气割清除，则铸件预热２５０℃左右，补焊区应修磨平整，并彻底清除坡口及其周围２０ｍｍ以内的粘砂、油、水、锈等脏物。（２）为防止裂纹扩展，可在裂纹两端钻直径不小于１０ｍｍ的孔后再开坡口，坡口形式为Ｕ形或圆形，见图２（ａ＝１０°～１５°，Ｒ＝６～８ｍｍ）。（３）整体预热至２５０℃，并在距补焊区７５～１００ｍｍ处进行测温。（４）禁止在空气对流的场所进行补焊，环境温度不低于１０℃。（５）焊条用φ４ｍｍＥ６０１５－Ｈ用前经３８０℃ｘ２ｈ烘焙，或按焊条说明书烘焙，焊条烘焙后放在１００～１５０℃恒温箱中保温，随用随取。５
铸钢件生产工艺中造型工艺的要点分析与总结
铸钢件生产工艺中造型工艺的要点分析与总结 造型工艺要点： （一）基本原则： 1、质量要求高的面或主要加工面应放在下面。 2、大平面应放在下面。 3、薄壁部分应放在下面。 4、厚大部分应放在上面。 5、应尽量减少砂芯的数量。 6、应尽量采用平直的分型面。 （二）基本要求： 1、木模：要求轮廓完整，无裂纹、无破损、无残缺，表面光洁，尺寸符合铸造工艺图纸要求，并经常进行尺寸校验。 2、砂箱：砂箱的尺寸大小应根据木模规格确定，大、中型砂箱应焊接箱筋。 3、浇注系统：根据铸件的结构特点的工艺要求，选择适宜的浇注系统，通常采用顶注式、底注式。 （1）浇注系统设置基本原则：浇口、冒口安放位置合理，大小适宜不妨碍铸件收缩，便于排气、落砂和清理，应使铸型尺寸尽量减少，简化造型操作，节省型砂用量和降低劳动强度。
（2）内浇道位置的注意事项。 1）内浇道不应设在铸件重要部位。 2）应使金属液流至型腔各部位的距离最短。 3）应不使金属液正面冲击铸型和砂芯。 4）应使金属液能均匀分散，快速地充满型腔。 5）不要正对铸型中的冷铁和芯撑。 4、冒口 （1）冒口设置基本原则： 1)根据铸件的结构和工艺要求正确选择冒口的形状、大小和安放位置。 2)根据冒口的有效补缩范围合理地确定冒口数量。 （2）冒口设置基本要求： 1)对于壁厚不均匀的铸件，每个热节部位都必须设置冒口。 2）应尽量设置在铸件被补缩部位的顶部或近旁。 3）当铸件在不同高度上有热节需要补缩时，可设置多个冒口，但各冒口的补缩区必须隔开。4）冒口最好不设置在铸件重要的或受力较大的部位。 5）应尽量使内浇道通过冒口。 6）冒口应尽量不设置在铸件应力集中处。
铸锻焊习题1
1·铸造工艺基础 1-1判断题(正确的打√，错误的打X) l.当过热度相同时，亚共晶铸铁的流动性随着含碳量的增多而提高。( ) 2.当合金的化学成分和铸件的结构一定时，浇注温度则是控制合金充型能力的唯一因素。( ) 3.合金收缩经历三个阶段。其中，液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔、缩松的基本原因，而固态收缩是铸件产生内应力、变形和裂纹的基本原因。( ) 4·共晶成分合金是在恒温下凝固的，结晶温度范围为零。所以，共晶成分合金只产生液态收缩和固态收缩，而不产生凝固收缩。( ) 5.缩孔呈倒锥形，内表面粗糙,热裂纹呈连续直线状，氧化色，缝隙宽;冷裂纹呈曲线状，轻微氧化色，缝隙细小。( ) 6.为防止缩孔的产生，可安放冒口和冷铁，造成顺序凝固。冒口起补缩作用，冷铁也起补缩作用。( ) 7.合金的流动性愈好，充型能力愈强，愈便于得到轮廓清晰、薄而复杂的铸件;合金的流动性愈好，补缩能力愈强，愈利于防止缩孔的产生。( ) 8·为防止铸件产生裂纹，在设计零件时力求壁厚均匀;在合金成分上应严格限制钢和铸铁中的硫、磷含量;在工艺上应降低砂型及砂芯的退让性。( ) 9·冷铁与冒口相配合，可使铸件实现顺序凝固。不使用冒口，冷铁自身可使铸件实现同时凝固。所以，冷铁的作用是控制铸件的凝固顺序。( ) 10·气孔是气体在铸件内形成的孔洞。气孔不仅降低了铸件的机械性能;而且还降低了铸件的气密性。( ) 1-2选择题 1.合金的铸造性能主要包括( )和( )。 A．充型能力;B。流动性;C、收缩iD、缩孔倾向;E、变形倾向;F、裂纹倾向。 2.某砂型铸件，常产生浇不足、冷隔等缺陷。为防止这些缺陷的产生，可采取的措施有 A、提高浇注温度; B、改变化学成分 C、提高直浇口高度;D A、B与C;E、A与B; 2-l判断题(正确的打v，错误的打x) 1.灰铸铁具有良好的减振性、耐磨性和导热性，是制造床身、壳体、导轨、衬套、内燃机缸体、缸盖、活塞环的好材料。( ) 2·就HT100、HTl50、HT200而言，随着牌号的提高，C、Si、Mn含量逐渐增多，以减少片状石墨的数量，增加珠光体的数量。( ) 3·用某成分铁水浇注的铸件为铁素体灰铸铁件。如果对该成分铁水进行孕育处理，可以获得珠光体灰铸铁，从而提高铸件的强度和硬度。( ) 4·可锻铸铁的强度和塑性都高于灰铸铁。所以，它适合于生产厚壁的重要铸件。( ) 5·在正确控制化学成分的前提下，退火是生产可锻铸铁件的关键，球化处理和孕育处理是制造球墨铸铁件的关键。( ) 6·灰铸铁件通常不需经过热处理便可直接使用，只有在某些特殊场合下才进行时效处理。球墨铸铁件通常需要进行热处理:为获得铁素体球墨铸铁件，要退火;为获得珠光体球墨铸铁件，要正火。至于铸钢件，可进行退火或正火，也可以不进行退火或正火。( ) 2-2 选择题 1.生产上，为了获得珠光体灰铸铁件，可以采用的方法有( )。 A．孕育处理;B．适当降低碳、硅含量;C·适当提高冷却速度;D、A ，B和C;E、A和C;F、热处理。
铸钢件通用焊接工艺
铸钢件通用焊接工艺 编制： 审核： 批准： 湖南湘船重工有限公司 2014年11月1日
铸钢件通用焊接工艺 1.编制目的及适用范围 编制目的 为规范船体结构工程现场铸钢件的焊接质量，特编制此通用焊接工艺。 适用范围 本工艺适用于公司建造所有船舶的铸钢件现场焊接施工。 2.焊接方法的选择 平焊、横焊、立焊采用焊条电弧焊打底，CO2焊填充； 仰焊采用焊条电弧焊打底、填充。 3.焊接材料的选择 焊条电弧焊采用E5015（J507）焊条，φ、φ4； CO2焊采用ER50-6实芯焊丝，φ。 4.焊前准备 焊条在使用前必须按规定烘焙，E5015焊条的烘焙温度为350℃。烘焙1小时后冷却到150℃保温，随用随取，领取的焊条应放入保温筒内。 不得使用药皮脱落或焊芯生锈的变质焊条、锈蚀或折弯的焊丝。 二氧化碳气体的纯度必须大于%，含水率小于等于％，瓶装气体必须留1Mpa气体压力，不得用尽。 焊前，焊缝坡口及附近50mm范围内清除净油、锈等污物。 施焊前，复查组装质量，定位焊质量和焊接部位的清理情况，如不符合要求，修正合格后方可施焊。 焊条电弧焊现场风速不大于8m/s、气体保护焊现场风速不大于2m/s，当超过规定风速时应设防风装置。 焊接前，检查各焊接设备是否出于正常运行状态。 检查坡口尺寸是否达到要求。 焊工必须持证上岗。
5.焊接工艺 焊接工艺参数的选择 （1）立焊：焊条电弧焊打底，CO2焊填充； （2）横焊：SMAW打底，GMAW填充； （3）仰焊：SMAW打底，SMAW填充 预热与后热 （1）预热铸钢件与异种钢施焊前应进行焊前预热，采用2~3把烘枪进行火焰预热。预热温度为170℃。待温度降至150℃时方可进行焊接。 （2）后热焊接结束后，用烘枪对焊缝进行后热处理。后热温度为200℃，之后采用50mm的保温棉对焊缝后热处理部分进行包裹，缓冷至室温。 焊接坡口：所有对接缝位置均按照设计图纸开全焊透坡口 焊接工艺措施 5.4.1焊接层间温度应控制在200～250℃； 5.4.2打底焊接时，采用手工电弧焊多层多道焊接，每层焊缝高度约为焊条直径，当焊道宽度大于20mm时方可以进行二氧化碳气体保护焊； 5.4.3焊接前应将每个铸钢件焊缝的真实坡口形式记录备案， 5.4.4铸钢件与异种钢接头的焊接，应按厚板焊接的有关工艺规定进行施焊
铸钢件生产工艺要求及质量标准
铸钢件生产工艺要求及质量标准 一、混砂工艺标准 （一）材料要求： 1、造型砂：符合GB9442-88 、JB435-63细粒砂要求，一般选用二氧化硅含量较高的天然砂或石英砂，原砂粒度根据铸件大小及壁厚确定，原砂的含泥质量分数应小于2%，原砂中的水份必须严格控制，且一般应进行烘干。 2、水玻璃：水玻璃模应根据铸件大小来确定。 （1）小砂型（芯）为加速硬化采用选用M=2.7—3.2的高模数水玻璃。 （2）中型砂型（芯）可选用M=2.3—2.6的水玻璃。 （3）生产周期长的大型砂型（芯）选用M=2.0—2.2的低模数水玻璃。 （二）混制比例（质量分数%） 造型砂/水玻璃=100：6～8 （三）混制时间：一般情况下混制5分钟，室温或水玻璃密度较大时可适当延长混砂时间。 （四）混制后要求：混制好的造型砂要求无块状或团状，流动性较好。 二、造型工艺要点： （一）基本原则： 1、质量要求高的面或主要加工面应放在下面。
2、大平面应放在下面。 3、薄壁部分应放在下面。 4、厚大部分应放在上面。 5、应尽量减少砂芯的数量。 6、应尽量采用平直的分型面。 （二）基本要求： 1、木模：要求轮廓完整，无裂纹、无破损、无残缺，表面光洁，尺寸符合铸造工艺图纸要求，并经常进行尺寸校验。 2、砂箱：砂箱的尺寸大小应根据木模规格确定，大、中型砂箱应焊接箱筋。 3、浇注系统：根据铸件的结构特点的工艺要求，选择适宜的浇注系统，通常采用顶注式、底注式。 （1）浇注系统设置基本原则：浇口、冒口安放位置合理，大小适宜不妨碍铸件收缩，便于排气、落砂和清理，应使铸型尺寸尽量减少，简化造型操作，节省型砂用量和降低劳动强度。 （2）内浇道位置的注意事项。 1）内浇道不应设在铸件重要部位。 2）应使金属液流至型腔各部位的距离最短。 3）应不使金属液正面冲击铸型和砂芯。 4）应使金属液能均匀分散，快速地充满型腔。 5）不要正对铸型中的冷铁和芯撑。 4、冒口 （1）冒口设置基本原则：
铸钢件的焊接
铸钢件焊接 在船体结构中制造和修理中，经常会碰到铸钢件的焊接，比如舵叶、艉轴架等。由于一般铸钢件对强度要求较高，整体刚性很强，因此其焊接过程中的质量控制就显得极为重要，其中的重点就是防止焊接裂纹。 一、焊接方法及焊材 手工焊：碱性焊条CHE58-1 ф3.2或ф4.0 CO2焊：TWE-711 ф1.2 二、焊前准备 1、焊接之前应认真检查（外观检查、无损探伤）铸钢件是否存在砂眼、裂 纹、缩孔、气孔或夹渣等缺陷。若存在缺陷，应作适当的处理后再行焊 接。 2、坡口型式铸钢件坡口及其与板材的焊接节点具体要求须参考施工工艺。 典型的坡口有以下几种： 3、预热 点焊和正式焊接前都应对铸钢件进行预热，预热温度为100~150°C。 加热范围：焊缝坡口及其附近一侧至少100mm区域内用火焰加热，开始加热时注意摆动，以使铸钢件受热均匀。 三、焊接过程中的注意事项 1、施焊焊工必须要有相应部位的焊接资格证书。 2、点焊时的材料与正式焊接时的材料一致，只是点焊电流应较焊正式焊缝 时大10%~15%，点焊长度为50mm，间距为300mm。点焊后药皮药渣清除干 净，并且点焊焊缝不允许出现任何的缺陷，如出现缺陷，则必须清除干
净。 3、针对舵叶铸钢件的结构和位置特点，现场施工中严格管好节点全乎规范， 焊接中应尽量采用小电流、分散焊接。 4、层间温度焊接层间温度控制在100~250°C。 5、施焊过程中，各焊道或焊层的接头（起熄弧位置）应至少错开30~50mm。 6、焊后应立即用石棉布将焊接部位包起来，以保温缓冷。 四、焊后处理 1、当铸钢件的焊接工作量较大时，应在条件允许的范围内对其进行整体或 局部退火热处理，以消除应力，防止裂纹的产生，具体的退火工艺随铸 钢件的材料、厚度等不同而有所不同。 2、在退火处理完成后（如果有的话），对焊缝进行无损探伤，一般应做100% 的UT和100%的MT，确保焊缝质量达到要求。 最新阀门铸钢件的补焊处理方法！ 最新阀门铸钢件的补焊处理方法！ 补焊后处理 1、重要补焊 水压试验有渗漏的铸件、补焊面积>65cm2的铸件,深度>铸件壁厚20%或25mm的铸 件,ASTMA217/A217M-2007中均认为是重要补焊。对此种重要补焊A217标准中提出,都应进行去应力处理或完全再加热处理,而这种去应力处理或完全再加热处理,必须用经审定合格的方法进
常用铸钢件化学成份及标准
常用铸钢化学成分 种类 C Si Mn P S Cr Ni Mo Cu 一般工程用碳素铸钢（GB/T 11352--2009) ZG200-400（ZG15) ≤0.2 ≤0.6 ≤0.8 ≤0.035 ≤0.035 ≤0.35 ≤0.4 ≤0.2 ≤0.4 ZG230-450(ZG25) ≤0.3 ≤0.9 ZG270-500(ZG35) ≤0.4 ZG310-570(ZG45) ≤0.5 重型机械用低合金铸钢(JB/T 5000.6--2007) ZG20Mn 0.16-0.22 0.6-0.8 1.00-1.30 ≤0.035 ≤0.035 ZG30Mn 0.27~0.34 0.3~0.5 1.20~1.50 ≤0.035 ≤0.035 ZG30Mn2 0.27~0.34 0.3~0.5 1.60~1.80 ≤0.035 ≤0.035 ZG40Mn 0.35-0.45 0.30-0.45 1.20-1.50 ≤0.035 ≤0.035 ZG40Mn2 0.35~0.45 0.2~0.4 1.60~1.80 ≤0.035 ≤0.035 25
40Cr 0.35-0.45 0.2-0.4 0.50-0.80 ≤0.03 ≤0.03 0.8-1.1 35CrMo 0.30-0.37 0.30-0.50 0.50-0.80 ≤0.035 ≤0.035 0.80-1.20 0.20-0.30 42CrMo 0.38-0.45 0.30-0.60 0.6-1.00 ≤0.035 ≤0.035 0.80-1.20 0.20-0.30 (Al) 30CrMnSi 0.27-0.35 0.40-0.70 0.90-1.20 ≤0.025 ≤0.020 0.50-0.80 30CrMnSiMo 0.27-0.35 0.40-0.70 0.90-1.20 ≤0.025 ≤0.020 0.50-0.80 0.20-0.30 ≤0.05 35CrMnSiNiMo 0.30-0.40 0.50-0.80 0.80-1.20 ≤0.025 ≤0.020 0.50-0.80 0.2-0. 3 0.20-0.30 ≤0.05 一般用途耐蚀铸钢（GB/T 2100--2002/2004) ZG07Cr19Ni9 0.07 1.5 1.5 0.04 0.03 18.0-21.0 8.0-11 .0 ZG07Cr19Ni11Mo2 0.07 1.5 1.5 0.04 0.03 17.0-20.0 9.0-12 .0 2.0-2.5 常用铸钢化学成分 26
焊接件结构设计的几点体会
现代技能开发 !""#?$月号 %&’ 焊接件材料的选择 焊接件的材料与结构设计有着密切的关系。焊接结构件因用途不同，要求不同。现在广泛使用的材料有铁碳合金，有色金属及其合金等。我们在设计焊接结构时，首先要根据焊接结构件的受力情况、工作条件、设计要求等，选择焊接结构件的材料。选择材料时，应考虑以下几点。 尽量选用同种材料 焊接结构件是多个零件或构件焊接在 一起而形成的。考虑到焊接过程的特点，各零件的材料应尽可能地选择一致。这样购料、焊接方法的选择、焊接工艺的制订、焊条的选用等比较简单容易。但有时为减少使用贵重金属材料（如：不锈钢），也可以使用不同材料。 尽量选用焊接性能好的材料 在选择焊接结构件材料时，应 考虑材料的强度及焊接结构件的工作条件要求（如耐腐蚀、抗冲击、交变载荷等）。当多种材料能同时满足使用要求时，这些材料当中，有的焊接性能较好，而有的焊接性能较差。有的适用这种焊接方法，有的适应另一种焊接方法。所以，选择材料时，应选择焊接方法普通、焊接性能好的材料。 尽量选用价格低的材料 在选择焊接结构件材料时，除满足 了各方面的要求以外，还应考虑经济性。焊接结构件应选用价格低、资源丰富的材料，这样才符合勤俭节约、降低成本、提高产品竞争力的基本原则。 焊接件的结构设计 焊接结构件随着焊接技术的发展，开始得到越来越广泛的应用。与其他制造金属结构的工艺，如锻造、铸造、铆接相比，焊接结构的占有率是在不断上升的。工业发达国家中一般焊接结构件占钢产量的()*以上。焊接结构件已经运用于工业、 交通、能源、农业、国防等几乎国民经济的一切部门，如用于建造冶金、建筑、石油化工设备、各种锻压机械、起重运输机械、工业与民用钢结构等。焊接结构的设计是焊接件的关键，结构设计是否合理，关系到焊接结构件的强度、寿命以及能否取得合格、优质的焊接结构的问题。焊接件结构设计关系到方方面面，下面仅从以下几个方面谈一下个人的体会。 尽量减少焊缝的数量 焊接结构件一般由多个零件组装焊 接而成。在焊接结构件设计时，要尽量减少零件数量，减少焊缝数量。只有这样才能减少焊接工作量，减少焊接件的变形，同时也减少了焊接应力，提高了焊接件的强度。图+（,）焊接件中有四条焊缝，若改为图+（-） 结构，则焊缝变为两条。焊缝尽可能布置在应力较小处 焊接结构件在承受载荷时， 其材料内部必然产生内应力。由于零件的形状不同、受力特点不同，所以零件的不同截面、不同部位可能产生的应力大小也不同。如果我们把焊缝布置在产生应力较小的地方，这样就减小了焊接缺陷、应力集中等对零件破坏的影响，提高了焊接结构件的强度和可靠性。如图!悬臂梁的截面设计，焊缝在上下两面就不如改在左右两侧面。 选择合适的接头形式 焊接结构件的焊接接头性能、质量好 坏直接与焊接结构件的性能、安全性和可靠性有关。多年来焊接工作者对焊接接头进行了广泛的试验研究，这对于提高焊接结构件的性能和可靠性，扩大焊接结构件的应用范围起了很大作用。熔焊的焊缝主要有对接焊缝和角焊缝，以这两种焊缝为主体构成的焊接接头有对接接头、角接接头、.形（十字）接头、搭接接头和塞焊接头等。焊接结构应该优先采用接头形式简单、应力集中小、不破坏结构连续性的焊接接头形式。对接接头应力集中最小、形式最简单、力的传递也较少转折，故是最合理的、典型的焊接接头形式。 尽量减小焊缝的截面尺寸 焊接变形与熔敷金属的数量有 很大关系，所以应尽量减小焊缝截面尺寸。在条件许可的情况下，用双/形坡口和双0形坡口来代替0形坡口， 熔敷金属减少，且焊缝在厚度方向对称，收缩一致，可减少焊接变形。角焊缝引起的焊接变形较大，所以要尽量减小角焊缝的焊脚尺寸。当钢板较厚时，开坡口的焊缝比角焊缝的熔敷金属量小，板厚不同时，坡口应开在薄板上。如图#所示，显然图#（1）比图#（,）、（-） 的焊缝尺寸焊接件结构设计的几点体会 !李银生 白建军!河南 训练技法 !""
铸钢件补焊工艺守则
铸钢件补焊工艺守则文件编号：GY—JS—04 编制： 校对： 会签 批准： 福建政和水轮机制造有限公司 2003年月日
铸钢件补焊工艺守则 一、适用范围： 适用于碳素钢铸件和低合金钢铸件缺陷的焊补。 二、焊前的准备： 1．缺陷部位的清理：焊补前需将铸件缺陷部位的粘砂、氧化皮、气孔、裂纹等缺陷清除干净，并开出净口，使铸件焊补处露出金属光泽。 清理方法：（1）碳弧气刨（2）砂轮打磨（3）火焰切割（4）电焊条挖等。 坡口形状：应根据铸件壁厚和缺陷的特点（大小、深浅）决定，见表一。 表一 铜板， 说明：（1）坡口示意图只用示意坡口各种相关尺寸，由具体实际情况决定。 （2）所有坡口及钝边间隙应要求焊缝能焊透。
2．焊条的选择：应根据母材的要求来选择，见表二 表二 3、焊条的焊干要求：碱性低氢型焊条在使用前要求烘干，并做到用多少拿多少，见表三。 表三 4、铸件的预热 由于材质、结构形状、大小的不同，焊补时会产生应力、变形甚至裂纹，因此焊前铸应进行预热。 一般情况：（1）碳当量Cep<0.45时不需预热，但厚度≥60气温低于-50C特大钢性构件时适当预热100~1500C。 注：冲击式转轮水斗焊补时均需预热。 （2）碳当量Cep≥0.45，铸件预热200~3000C，当壁厚较薄<10mm，形状简单，缺陷小的不重要件，可不进行预热。 四、焊补方法： 1、对于焊补短的裂纹可以用直通焊，对称焊，逐步退焊。 2、对于长的缺陷可用逆向分段焊，跳焊。
3、对于圆形的缺陷孔，可用环形的焊缝焊补。 4、铸件表面堆焊，焊纹重叠要求每道焊纹重叠≥1/3焊缝宽度。 5、在焊补过程中，可用小锤击焊缝以减少焊接应力。 6、于薄壁铸件或多层焊时，为避免过热，应尽量用小直径、小电流间断焊接，使焊 缝稍冷后再继续施焊。 7、焊接电流选择见表四 表四 8、补面积较大且缺陷在铸件重要部位，焊后应立即退火处理。 五、焊后检验 1、按铸件热处理工艺执行。 2、对已经热处理后铸件的补焊，如果面积大，缺陷严重及重要的受力部位，焊补后应进行消除内应力处理。
铸钢件焊接工艺规程说明书
JJS/WPS-2001-01 铸钢件的CO2半自动气体保护焊/手工电弧焊 焊接工艺规程说明书 编制：郭建华 审核：陈学亮 批准：张林坤 靖江造船厂
2001年5月
1. 范围 1. 1 焊接方法 CO2半自动气体保护焊/手工电弧焊 1. 2 应用范围 本说明书适用于船体铸钢件与碳钢的CO2半自动气体保护焊或手工电弧焊。 2. 焊接材料 焊接方法 材料名称牌号 尺寸 (mm) 级另U制造厂 CO2半自动气体 保护焊 药芯焊丝 SQJ501Ni①1.23YSAH10天津三英焊业有限公司 TWE-711①1.2 3SAHH 3YSA 天泰焊材工业股份有限公司气体：CO2纯度》99% 手工电弧焊焊条JH.E5015① 3.2, 4.03YH10江阴东青焊接材料有限公司3. 接头细节 3. 1 手工电弧焊焊接接头示意图 3. 2 CO2半自动气体保护焊焊接接头示意图
①单边深“ V ”形坡口: 厂 1): r 1 10~20° 30~50 L 上 10?14mm - —| 25~40 — — ②“ K ”形坡口： 注：②反面须碳刨清根 4. 焊接条件 4. 1 焊接要求 1. 焊接之前必须除去预加工边的锈蚀，油污，灰尘，潮湿等。 2. 施焊时若发现坡口处的间隙太大，则应先在碳钢侧堆焊，直到坡口间隙满足要求方 可按 相关工艺进行施工。 3. 各焊缝的焊接必须一次性完成，中途不得停止。 4. 每道焊层必须用钢丝刷清理打磨干净。 5. 如果坡口用碳弧气刨开设，坡口处的碳迹必须打磨干净。 6. 电焊条须经烘干处理（详见4.5），未经烘干的焊条不得使用。 7. 现场焊接施工须使用保温桶，且有相应的电加热保温措施。 8. 手工焊时焊条的摆动幅度应小于所用焊条直径的 3倍。 4. 2 预热 1. 焊缝预热温度为125~200C （预热范围距焊缝中心为 75mm ）,用电加热器或火焰进 行 加热并覆盖以防火岩棉，预热时必须缓慢且均匀，以避免出现裂纹和变形（每小
技术质量指标铸钢件生产工艺分析
1、生产工艺流程 模具、芯骨、工装、夹具、专用检测器具、专用加工设备 原辅材料、备品、备件 检验 检验冶炼造型 浇注 铸件待冷却铸件出型清砂铸件清理铸件热处理铸件毛坯精整机加工 发运 包装 油漆 抛丸 检验 检验 检验 检验 检验 检验检验 检验检验检验
2、产品主要成份、性能、技术质量指标 （1）材质要求具体化学成份为（%）：C 0.17～0.23；Si≤0.60；Mn 1.0～1.50；P≤0.020；S≤0. 015；Cr≤0. 30；Mo≤0. 15；Ni≤0.40；Al≤0.020 ; Re0.2～0.35(加入量) （2）机械性能要求 屈服强度≥230Mpa 抗拉强度≥450Mpa 延伸率≥22% 冲击功≥40J 1）按GB11352标准要求随炉提取试样，每一个炉号制备二组试样，其中一组备查。 2）为确保具有良好的焊接性能，节点铸件碳当量控制在CE≤0.42。 3）铸件表面质量符合设计要求，表面粗糙度达到GB6060.1标准要求。 4）铸件的探伤要求,按GB7233探伤, 采用6㎜探测头,管口焊 缝区域150mm以内范围超声波100%探伤，质量等级为Ⅱ级, 其余外表面10%超声波探伤，质量等级为IV级。不可超声波 探伤部位采用GB9444磁粉表面探伤，质量等级为III级。 5）节点的外形尺寸符合图样要求，管口外径尺寸公差按负偏差 控制。 6）热处理按照Q/32182HQA05-2002标准要求,铸件进行正火处 理(920±20℃，出炉空冷,加640±20℃回火处理)。 7）涂装处理要求：表面采用抛丸或喷砂除锈，除锈等级Sa2.5
级，随即涂水性无机富锌底漆，厚度50μm，环氧云铁中间漆 2×30μm。 3、铸造工艺参数 （1）加工余量按照GB/T11350-89，CT12H/J级。 （2）模样线收缩率2.0% 铸件毛坯尺寸偏差符合GB6414-86中CT12要求。 4、铸造工艺说明 （1）为保证叉管与杆件相交处质量，考虑尽可能将支管水平放置，分二箱造型，在铸件上平面分型，整体分两半实模。 （2）冒口采用标准保温冒口套Φ400×h600，5件， （3）型砂：铸型和泥芯均采用树脂砂，表面涂锆英粉涂料二遍，用煤油喷枪辅助烘干。 （4）铸件毛重约6000㎏，浇冒口约重3000kg，工艺出品率 66.7%。
铸钢焊接工艺
1 汽轮机用铸钢 铸造是零件毛坯最常用的方法之一，具有一定形状和使用性能的铸件广泛用于机械制造，是现代大型工业的基础。铸钢在强度和韧性比铸铁或其他铸件都优越，焊接性也良好，因此铸钢作为重要部件广泛用在汽轮机制造中。不但铸钢作为部件占汽轮机结构占一定比重，而且，铸钢件的焊接和补焊又占有焊接工作的很大的工作量。 汽轮机汽缸、蒸汽室、主汽阀、调解阀容器部件都由铸钢制造。诸如汽缸等盛汽容器部件内承受的压力和温度高，同时，工作状态承受着内、外压差，蒸汽流出的反作用力和各种连接管道热状态时对部件的作用力等，所以这些部件均要求具有足够的强度和刚度。这就使扥部件壁厚、形状复杂、体积大，属于大型铸钢件。 铸钢的化学成分与轧材、锻件几乎完全相同，具有一定的力学性能，随着合金成分的增加具有相当的高温性能。对高温下工作的铸件还必须具有一定持久强度和蠕变强度、良好的抗热疲劳性能和抗氧化性。 随着机组的工作参数不同，汽轮机铸钢件分别采用碳素铸钢、铬－钼铸钢、铬－钼－钒铸钢铬12％铸钢。铬－钼钢的工艺性能、抗裂纹扩展性能和塑、韧性较鉻－钼－钒钢好，但鉻－钼－钒钢热强性较高。随着超临界和超超临界汽轮机工作温度的进一步提高，发展并采用了改良型和新型鉻12％铸钢。随着汽轮机的发展，作为重要部件的铸钢技术伴随着提高和进步。近几年，改良型9%Cr 钢的使用逐渐增多，而相应的焊接和铸钢件的补焊工作量明显增加。 铸钢与锻钢比较，在截面尺寸不很大，形状和热处理条件相似的情况下，铸
钢和锻钢的力学性能大致相似。铸钢的强度和塑性介于纵向和横向性能的变化范围之内，铸钢还有各向同性的优点。但是随着铸钢件壁厚的增加，冶金缺陷如气孔、疏松、铸态组织等对力学性能的影响要比锻件更为突出，因此厚壁铸钢件尽管强度和锻件相似，但塑性和韧性要比锻件低。对于大型铸钢件多采用正火、回火作为最终热处理的力学性能等级比同钢号的锻件低。因此在设计选材和焊接必须给予考虑。 汽轮机铸缸件按使用材料性质可以分为碳素钢铸件、低合金钢铸件和高合金钢铸件。汽轮机主要铸钢件材料见表1： 表1 汽轮机铸钢件
铸钢件焊补工艺守则
1．认真检查工具和焊机等设备，应符合《安全操作规程》中的各项规定，做到安全生产。2．铸件的裂纹、气孔、砂眼等缺陷的检查方法，一般用肉眼观察。对于耐高温、高压等关键产品，必要时可用渗透法等无损探伤的方法检查。 3．铸件缺陷的清除一般使用气割、碳弧气刨、风铲和砂轮等方法进行。 4．碳弧气刨清除缺陷时要注意碳刨工艺 4．1压缩空气的温度以室温为宜，压力为4~6公斤/平方厘米； 4．2电弧长度应选择在1~3毫米为宜； 4．3碳棒伸出长度在800~1000毫米，待烧剩到30毫米左右时停下调整； 4．4刨槽深度与碳棒倾角的选择如下表： 刨槽深度/m 2.5 3 4 5 6 7～8 碳棒倾角α25℃30℃35℃40℃45℃85℃4．5 碳素钢、普通低碳钢：用直流反接法 铸铁、铜及其合金：用直流正接 5．缺陷清除后的焊补坡口应是倾斜和圆滑过渡，表面不得有棱角和毛刺坡口，两侧氧化皮应清除。其坡口型式，应根据铸件的厚度缺陷形状、大小、深浅而定； 常用坡口型式有以下几种： 5．1未穿透的缺陷 5．2穿透的缺陷，穿透间隙较小者，且间隙小于20mm 5．3穿透的缺陷，穿透间隙较大者，且壁厚大于20mm 用t（3～4mm）铜板作垫板，焊后除去。 5．4空间尺寸很大的穿透缺陷，可以嵌入金属块焊补，其金属的材料应与铸件母材近似： 6．铸件缺陷周围50～60毫米内彻底清除油污、锈斑、水份等 7．铸件焊补一般采用如下工艺措施： 对于较短的裂纹或缺陷用直通式、焊接式、对称式焊接； 对于较长的裂纹或缺陷用逆向分段焊或跳焊法； 对于贯穿裂纹，间隙很大或刚性很大的铸件焊补时采用多层多道焊，轴孔可由上而下，逐圈堆焊，每次焊波相叠合不应小于三分之一焊波宽度；
铸钢件生产工艺技术
铸钢件生产工艺技术 铸钢件是用铸造方法获得的金属物件，即把熔炼好的液态金属，用浇注、压射、吸入或其他方法注入预先预备好的铸型中，冷却后经落砂、清理(见铸件清理)和后处理(见铸件后处理)，所得到的具有一定外形，尺寸和性能的物件。对于强度、塑性和韧性要求更高的机器零件，需要采用铸钢件。铸钢件的产量仅次于铸铁，约占铸件总产量的15%。 一、按照化学成分，铸钢可分为碳素铸钢和合金铸钢两大类。其中以碳素铸钢应用最广，占铸钢总产量的80%以上。 1、碳素铸钢一般的，低碳钢ZG15的熔点较高、铸造性能差，仅用于制造电机零件或渗碳零件；中碳钢ZG25～ZG45，具有高于各类铸铁的综合性能，即强度高、有优良的塑性和韧性，因此适于制造形状复杂、强度和韧性要求高的零件，如火车车轮、锻锤机架和砧座、轧辊和高压阀门等，是碳素铸钢中应用最多的一类；高碳钢ZG55的熔点低，其铸造性能较中碳钢的好，但其塑性和韧性较差，仅用于制造少数的耐磨件。 2、合金铸钢根据合金元素总量的多少，合金铸钢可分为两低合金钢和高合金钢大类。 1）低合金铸钢，我国主要应用锰系、锰硅系及铬系等。如ZG40Mn、ZG30MnSi1、ZG30Cr1MnSi1等。用来制造齿轮、水压机工作缸和水轮机转子等零件，而ZG40Cr1常用来制造高强度齿轮和高强度轴等重要受力零件。 2）高合金铸钢，具有耐磨、耐热或耐腐蚀等特殊性能。如高锰钢ZGMn13，是一种抗磨钢，主要用于制造在干磨擦工作条件下使用的零件，如挖掘机的抓斗前壁和抓斗齿、拖拉机和坦克的履带等；铬镍不锈钢ZG1Cr18Ni9和铬不锈钢ZG1Cr13和ZGCr28等，对硝酸的耐腐蚀性很高，主要用于制造化工、石油、化纤和食品等设备上的零件。 二、铸钢的铸造工艺特点铸钢的机械性能比铸铁高，但其铸造性能却比铸铁差。因为铸钢的熔点较高，钢液易氧化、钢水的流动性差、收缩大，其体收缩率为10～14%，线收缩为1.8～2.5%。为防止铸钢件产生浇不足、冷隔、缩孔和缩松、裂纹及粘砂等缺陷，必须采取比铸铁复杂的工艺措施： 1、由于钢液的流动性差，为防止铸钢件产生冷隔和浇不足，铸钢件的壁厚不能小于8mm；浇注系统的结构力求简单、且截面尺寸比铸铁的大；采用干铸型或热铸型；适当提高浇注温度，一般为1520°～1600℃，因为浇注温度高，钢水的过热度大、保持液态的时间长，流动性可得到改善。但是浇温过高，会引起晶粒粗大、热裂、气孔和粘砂等缺陷。因此一般小型、薄壁及形状复杂的铸件，其浇注温度约为钢的熔点温度+150℃；大型、
铸钢件常见热管理方案计划工艺标准
铸钢件常见热处理 按加热和冷却条件不同，铸钢件的主要热处理方式有：退火(工艺代号：5111)、正火(工艺代号：5121)、均匀化处理、淬火(工艺代号：5131)、回火(工艺代号：5141)、固溶处理(工艺代号：5171)、沉淀硬化、消除应力处理及除氢处理。 1．退火(工艺代号：5111) 退火是将铸钢件加热到Ac3以上20～30℃，保温一定时间，冷却的热处理工艺。退火的目的是为消除铸造组织中的柱状晶、粗等轴晶、魏氏组织和树枝状偏析，以改善铸钢力学性能。碳钢退火后的组织：亚共析铸钢为铁素体和珠光体，共析铸钢为珠光体，过共析铸钢为珠光体和碳化物。适用于所有牌号的铸钢件。图11—4为几种退火处理工艺的加热规范示意图。表ll—1为铸钢件常用退火工艺类型及其应用。 2．正火(工艺代号：5121) 正火是将铸钢件目口热到Ac3温度以上30～50℃保温，使之完全奥氏体化，然后在静止空气中冷却的热处理工艺。图11—5为碳钢的正火温度范围示意图。正火的目的是细化钢的组织，使其具有所需的力学性能，也司作为以后热处理的预备处理。正火与退火工艺的区别有两个：其一是正火加热温度要偏高些；其二是正火冷却较快些。经正火的铸钢强度稍高于退火铸
钢，其珠光体组织较细。一般工程用碳钢及部分厚大、形状复杂的合金钢铸件多采用正火处理。 正火可消除共析铸钢和过共析铸钢件中的网状碳化物，以利于球化退火；可作为中碳钢以及合金结构钢淬火前的预备处理，以细化晶粒和均匀组织，从而减少铸件在淬火时产生的缺陷。 3．淬火(工艺代号：5131) 淬火是将铸钢件加热到奥氏体化后(Ac。或Ac＆#8226;以上)，保持一定时间后以适当方式冷却，获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺。常见的有水冷淬火、油冷淬火和空冷淬火等。铸钢件淬火后应及时进行回火处理，以消除淬火应力及获得所需综合力学性能。图11—6为淬火回火工艺示意图。 铸钢件淬火工艺的主要参数： (1)淬火温度：淬火温度取决于铸钢的化学成分和相应的临界温度点。图11—7为铸钢件淬火工艺温度范围示意图。原则上，亚共析铸钢淬火温度为Ac。以上20～30℃，常称之为完全淬火。共析及过共析铸钢在Ac。以上30～50℃淬火，即所谓亚临界淬火或两相区淬火。这种淬火也可用于亚共析钢，所获得的组织较一般淬火的细，适用于低合金铸钢件韧化处理。 (2)淬火介质：淬火的目的是得到完全的马氏体组织。为此，铸件淬火时的冷却速率必须大于铸钢的临界冷却速率。否则不能获得马氏体组织及其相应的性能。但冷却速率过高易于导致铸件变形或开裂。为了同时满足上述要求，应根据铸件的材质选用适当的淬火
大型铸钢件工艺
大型铸钢件工艺设计的关键技术 武汉钢铁重工集团铸钢车间孙凡 摘要：简要介绍大型铸钢件的铸造工艺设计的铸件的工艺性分析、铸造工艺方案选择、铸造工艺参数的选定、铸件成形的控制、铸件的热处理技术、铸造工艺装备的设计、铸件的后处理技术及计算机数值模拟技术等关键技术。 1 零件的工艺性研究 铸造工艺设计时，首先要仔细地阅读和研究铸件的制造或采购技术条件、质量要求。如探伤要求，表面质量要求，机械性能要求，特殊热处理要求等，其次，要研究零件的结构特点，如质量要求高的表面或主要的加工面，主要的尺寸公差要求等，再次，研究材料化学成分，特别是铸造合金中含碳量，合金元素含量作用和机理。这些对下一步的工艺设计有直接影响。需格外重视，做好零件的工艺性研究，能为工艺设计奠定良好的开端。 1.1 材料的工艺性分析 在大型铸件的制造中，材料的物理性能和机械性能，对工艺参数的选定、浇冒口和冷铁设置、热处理技术、铸件的后处理技术等都有重大影响。深入了解铸造合金中含碳量，合金元素含量对铸态组织形态的影响，对力学性能的影响，了解材料的凝固方式，收缩倾向，冒口补缩效果，了解材料的热导率，热应力倾向等，对工艺设计有重要意义。 在砂型条件下，随着合金中碳的质量分数量增加，结晶温度范围扩大。低碳钢为逐层凝固方式，中碳钢为中间凝固方式，高碳钢为体积凝固方式凝固，但改变冷却条件，可以改变结晶温度范围，从而改变合金的凝固方式。由于凝固方式的不同，窄结晶温度范围的合金，容易形成细小的晶粒组织，补缩性好，热烈倾向小；反之，宽结晶温度范围的合金，容易形成粗大的晶粒组织，补缩性差，热烈倾向大。因此，高碳钢的厚大部位，要采取强制冷却工艺缩小结晶温度范围，改善晶粒组织。合金中的碳、锰、铬等元素的含量增加，可以提高强度，提高淬透性，却降低导热性，直接影响铸件各部位冷却、加热的温度差，因此，合金钢较容易造成高的残余应力。工艺上要减少各部位浇注后冷却、热处理加热的温度差。合金在相变时，各种组织组成相的比体积不同，会产生相变应力，其中，马氏体的比体积最大，马氏体相变最容易产生较大的相变应力。碳、锰、铬等淬透性元素含量高的合金钢，冷割冒口时极易产生裂纹，原因就是导热性差热应力大，产生马氏体转变导致相变应力大，必须热割冒口， 1.2 铸件结构的工艺性分析 对于需要铸造的零件，必须检查它的结构是否符合铸造工艺的基本要求。因为有时对铸件的结构，作很小的改动，并不影响铸件的使用性能, 但却大大地简化了铸造工艺，有利于提高铸件质量。在铸造生产中, 对铸件结构的基本要求有以下几点：铸件的壁厚应大于铸件允许的最小壁厚，以免产生浇不足等缺陷。
铸钢件工艺
模具、芯骨、工装、夹具、专用检测器具、专用加工设备 原辅材料、备品、备件 检验 检验冶炼造型 浇注 铸件待冷却铸件出型清砂铸件清理铸件热处理铸件毛坯精整机加工 发运 包装 油漆 抛丸 检验 检验 检验 检验 检验 检验检验 检验检验检验
2、产品主要成份、性能、技术质量指标 （1）材质要求具体化学成份为（%）：C 0.17～0.23；Si≤0.60；Mn 1.0～1.50；P≤0.020；S≤0. 015；Cr≤0. 30；Mo≤0. 15；Ni≤0.40；Al≤0.020 ; Re0.2～0.35(加入量) （2）机械性能要求 屈服强度≥230Mpa 抗拉强度≥450Mpa 延伸率≥22% 冲击功≥40J 1）按GB11352标准要求随炉提取试样，每一个炉号制备二组试样，其中一组备查。 2）为确保具有良好的焊接性能，节点铸件碳当量控制在CE≤0.42。 3）铸件表面质量符合设计要求，表面粗糙度达到GB6060.1标准要求。 4）铸件的探伤要求,按GB7233探伤, 采用6㎜探测头,管口焊 缝区域150mm以内范围超声波100%探伤，质量等级为Ⅱ级, 其余外表面10%超声波探伤，质量等级为IV级。不可超声波 探伤部位采用GB9444磁粉表面探伤，质量等级为III级。 5）节点的外形尺寸符合图样要求，管口外径尺寸公差按负偏差 控制。 6）热处理按照Q/32182HQA05-2002标准要求,铸件进行正火处 理(920±20℃，出炉空冷,加640±20℃回火处理)。 7）涂装处理要求：表面采用抛丸或喷砂除锈，除锈等级Sa2.5
级，随即涂水性无机富锌底漆，厚度50μm，环氧云铁中间漆 2×30μm。 3、铸造工艺参数 （1）加工余量按照GB/T11350-89，CT12H/J级。 （2）模样线收缩率2.0% 铸件毛坯尺寸偏差符合GB6414-86中CT12要求。 4、铸造工艺说明 （1）为保证叉管与杆件相交处质量，考虑尽可能将支管水平放置，分二箱造型，在铸件上平面分型，整体分两半实模。 （2）冒口采用标准保温冒口套Φ400×h600，5件， （3）型砂：铸型和泥芯均采用树脂砂，表面涂锆英粉涂料二遍，用煤油喷枪辅助烘干。 （4）铸件毛重约6000㎏，浇冒口约重3000kg，工艺出品率 66.7%。
工字梁焊接结构的焊接工艺设计与制造
学生实验报告书 实验课程名称 综合实验（二） 典型焊接结构的焊接工艺设计与制造 开课学院材料科学与工程 指导教师姓名 学生姓名 学生专业班级 2011--2012学年第1学期 实验教学管理基本规范 实验是培养学生动手能力、分析解决问题能力的重要环节；实验报告是反映实验教学水平与质量的重要依据。为加强实验过程管理，改革实验成绩考核方法，改善实验教学效果，提高学生质量，特制定实验教学管理基本规范。
1、本规范适用于理工科类专业实验课程，文、经、管、计算机类实验课程可根据具体情况 参照执行或暂不执行。 2、每门实验课程一般会包括许多实验项目，除非常简单的验证演示性实验项目可以不写实 验报告外，其他实验项目均应按本格式完成实验报告。 3、实验报告应由实验预习、实验过程、结果分析三大部分组成。每部分均在实验成绩中占 一定比例。各部分成绩的观测点、考核目标、所占比例可参考附表执行。各专业也可以根据具体情况，调整考核内容和评分标准。 4、学生必须在完成实验预习内容的前提下进行实验。教师要在实验过程中抽查学生预习情 况，在学生离开实验室前，检查学生实验操作和记录情况，并在实验报告第二部分教师签字栏签名，以确保实验记录的真实性。 5、教师应及时评阅学生的实验报告并给出各实验项目成绩，完整保存实验报告。在完成所 有实验项目后，教师应按学生姓名将批改好的各实验项目实验报告装订成册，构成该实验课程总报告，按班级交课程承担单位（实验中心或实验室）保管存档。 6、实验课程成绩按其类型采取百分制或优、良、中、及格和不及格五级评定。 附表：实验考核参考内容及标准
实验课程名称：综合实验（二）
铸钢件生产中清理环节的注意事项和要求
铸钢件生产中清理环节的注意事项和要求 一般情况下，铸钢件生产工艺流程可分为混砂工艺、造型工艺、钢液的熔炼工艺、浇注工艺、铸钢件清理、铸钢件退火热处理、铸钢件质量验收标准七个环节，每个环节在铸钢件生产整个流程中都意义重大，企业应该积极督促员工按照各个环节的要求和标准执行操作，力保万无一失。 铸钢件清理环节是继浇注工艺后的一个环节，其在整个工艺流程中虽然并非技术要求最高、难度最大的环节，但是是不可或缺的步骤，企业应该重视并严格按照标准要求员工做到落实。 铸钢件清理注意事项及其要求： 铸钢件在未完全凝固前，不能搬动铸件，也不准在600℃以上喷水强冷。铸件一般经自然冷却2-3小时后进行清件。 （一）工作流程 清理铸件表面、型腔废砂→气割铸件浇口、冒口、毛刺→再次清理铸件残砂→焊补铸件→打磨铸件→质量验收 （二）操作方法及质量标准 1、准备工作
按照要求佩戴好劳保用品，并对工作环境进行安全确认；准备好所用机器设备和工具，并认真检查，确保机器设备、工具完好，能正常、安全运行和使用。 2、正常操作 （1）利用风镐或水清砂机进行铸件废砂清理。 （2）铸件废砂清理完毕，按照《气割安全技术操作规程》操作割枪，切割铸件浇口、冒口、飞边、毛刺。 （3）铸件切割完毕，符合要求。按照《电焊工安全技术操作规程》操作电焊机，对铸件残缺部位进行焊补，确保铸件完整。 （4）焊补完毕，复合工艺要求。利用砂轮机对铸件切割、焊补等部位进行打磨处理，保证切割部位和焊补部位光洁、平整。 （5）打磨完毕，进行验收，准备热处理 以上是铸钢件生产中清理环节的注意事项和要求，由于铸钢件清理紧随浇注环节之后，清理前一定要等铸钢件完全凝固并且要冷却2-3小时后方可进行，降低清理中员工高温受伤风险和铸件未完全凝固带来的铸钢件缺陷风险。
焊接结构生产复习
一填空题 1、在安排焊接顺序时，尽量先焊收缩量的焊缝，后焊收缩量 的焊缝。 2、火焰加热矫正中，火焰加热方式有、、 3种加热方式。 3、焊接接头由__________、、组成。 4、影响材料的脆性断裂的3个因素是： _ 、 _ 和。 5、焊接结构装配的三个基本条件是 _______ 、_ __和测量。 6、钢材矫正方法有、、火焰矫正、高频热点矫正 7、冲裁时零件从模具凹模中得到时称为，零件从凹模外得到时称为。 8、对接接头静载强度计算时，不考虑焊缝___ ____。 9、正面角焊缝的应力集中点是在_______和_______处。 10、角焊缝引起的焊接变形较大，所以要尽量减小角焊缝的。 11、板厚小于6mm的薄板焊接时，易发生变形。 12、由于材料的脆性断裂是由两个阶段组成的，因此为了防止脆性断裂，相应地提出了两个 设计准则：一是__________ 准则；二是__________ 准则。 13、冲裁间隙Z的大小对___ __、 _____、____ ____ 的影响很大，它是冲裁工艺和模具设计的一个主要工艺参数。 14、根据不同的产品和不同生产类型的条件，常用的装配工艺方法主要有________ 、__和修配法。 15、反变形法主要用来消除焊件的_______变形和_______变形。 16、正面角焊缝的应力集中点是在_______和_______处。 17、疲劳断裂的过程一般可分为：_______、_______和_______三个阶段。 二、选择题 1、焊缝按结合形式的不同分为对接焊缝、__、端接焊缝、塞焊缝、槽焊缝及对接和角接焊缝 的组合焊缝。 ①、I形焊缝②、角焊缝③、封底焊缝 2、对接焊缝开坡口的目的是为了保证焊透，保证良好的焊缝成形和内在____。 ①、韧性②、质量③、塑性 3、坡口形式的选择主要取决于板材____、焊接方法和工艺过程及经济合理性。 ①、厚度②、质量③、力学性能 4、坡口的加工____，如平整度、直线度、尺寸精度等都影响焊缝的质量。 ①、方法②、质量③、工时 5、大型板件的U形、双面U形、带钝边的U形坡口，可用____加工。 ①、剪板机②、刨边机③、车床 6、图样上标注的焊缝符号（如下图）时，是表示____。 ①、工件三面带有角焊缝②、在现场沿工件周围施焊的角焊缝③、在现场施焊的角焊缝