用于大型铸钢件的缺陷修补方法与流程

本发明涉及焊接工艺技术领域，特别是涉及一种用于大型铸钢件的缺陷修补方法。

背景技术：

目前，一些大型设备的高中压外缸对最终产品和过程质量的要求极高，该类型铸件的尺寸较大、结构复杂，且超大壁厚铸件的横向补缩困难，大跨度尺寸收缩不均匀。在铸造生产过程中，难免会产生一些铸造缺陷，比如缩松、夹渣、裂纹以及冷隔等，而上述铸件产品对铸件本体缺陷等级要求高，对等级超标缺陷，通常需要将这些缺陷挖除干净，然后通过焊补方式修复缺陷，之后进炉进行焊后消应力处理。

在上述情况下，如果缺陷返修焊后次数较多，再加上管件、不锈钢层堆焊等，需要进行多次焊后热处理，但是，每次焊后热处理时，产品的力学性能容易下降，尤其是强度，最终容易导致产品性能不符合标准要求。而且，对于一些已进行粗加工或精加工，且完易变形的铸件，再进炉焊后热处理，将会导致铸件产生不可控制的变形，从而影响尺寸，因此，传统进炉焊后热处理，不仅增加成本，而且生产周期加长。

技术实现要素：

基于此，有必要针对目前的铸造生产过程中，对铸件反复进行焊后热处理容易导致产品性能不符合标准要求的问题，提供一种用于大型铸钢件的缺陷修补方法。

为了解决上述问题，本发明采用下述技术方案：

本发明实施例公开一种用于大型铸钢件的缺陷修补方法，包括：

打磨铸件上的缺陷部位并检测；

对打磨后的所述缺陷部位进行焊补；

在焊补区域分别布置控温热电偶和观察热电偶；

在所述焊补区域上放置与所述焊补区域的面积大小相匹配的加热器；

对所述加热器通电，并根据所述控温热电偶和所述观察热电偶控制所述加热器的温度；

对加热后的所述焊补区域进行无损探伤检测和硬度检测。

在其中一种实施例中，所述在焊补区域分别布置控温热电偶和观察热电偶之前，所述缺陷修补方法还包括：

对所述焊补区域进行无损探伤检测和硬度检测。

在其中一种实施例中，所述缺陷修补方法还包括：对所述焊补区域进行打磨处理。

在其中一种实施例中，所述对所述加热器通电，并根据所述控温热电偶和所述观察热电偶控制所述加热器的温度之前，所述缺陷修补方法还包括：

在所述加热区域上铺设保温棉，所述保温棉覆盖所述焊补区域、所述控温热电偶、所述观察热电偶和所述加热器。

在其中一种实施例中，采用压块或捆扎绳对所述加热器和所述保温棉进行固定。

在其中一种实施例中，所述在焊补区域分别布置控温热电偶和观察热电偶具体包括：

支撑所述铸件，以使所述铸件处于平稳位置；

在所述焊补区域的中心布置所述控温热电偶，且在所述焊补区域上间隔布置多个所述观察热电偶。

在其中一种实施例中，所述缺陷修补方法还包括：

在所述焊补区域上铺设隔热棉，所述隔热棉覆盖所述控温热电偶和所述观察热电偶。

在其中一种实施例中，所述对打磨后的所述缺陷部位进行焊补之前，所述缺陷焊补方法还包括：

对所述缺陷部位及周边区域进行预热处理。

在其中一种实施例中，所述加热器为电磁感应加热器。

本发明采用的技术方案能够达到以下有益效果：

本发明实施例公开的用于大型铸钢件的缺陷修补方法中，通过加热器与控温热电偶和观察热电偶之间的配合，从而能够对铸件上的焊补区域起到更好的热处理效果，进而防止在缺陷修补过程中对铸件进行反复热处理，以防止铸件产生不可控制的变形；而且，此种方式只是对焊补区域进行局部热处理，从而防止在热处理过程中影响铸件其他区域的性能；相比于现有技术，此种方式显著降低了生产成本，缩短了铸件生产周期，有着显著的经济和适用价值。

附图说明

图1为本发明实施例公开的缺陷修补过程示意图。

附图标记说明：

100-铸件、110-焊补区域；

200-加热器；

310-控温热电偶、320-观察热电偶；

400-保温棉；

500-隔热棉。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“顶部”、“底部”、“底端”、“顶端”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，本发明实施例公开一种用于大型铸钢件的缺陷修补方法，所公开的缺陷修补方法具体包括：

s100、打磨铸件100上的缺陷部位并检测。

在工作过程中，如果缺陷部位具体为缺肉缺陷，则需要打磨光亮，以保证打磨后的缺陷部位的表面粗糙度达到ra6.3至12.5um，满足无损探伤要求即可；如果缺陷部位具体为铸造缺陷，则可以采取碳弧气刨等设备将缺陷挖除，然后利用铲磨工具将气刨表面硬化层打磨去掉1至2mm，去除夹碳夹铜层，并使打磨表面的表面粗糙度达到ra6.3至12.5um，且打磨光亮，从而满足无损探伤要求即可。同时，将焊接区域周边70mm范围内也铲磨见光，并确保不存在任何缺陷。最后，对打磨部位按照铸件100标准要求实施无损探伤，确保缺陷清理干净。

s200、对打磨后的缺陷部位进行焊补。

选择碳含量可以在0.15％以下、且与铸件100母材力学性能相匹配的低氢型手弧焊焊条实施焊接，同时可以采用直径φ3.2mm的焊条，焊接电流可以为80至150a,焊接电压可以为15至25v，焊接速度可以保持在8至15cm/min，层间温度可以不大于300℃，从而保证焊接质量。

s300、在焊补区域110分别布置控温热电偶310和观察热电偶320。

控温热电偶310和观察热电偶320均可以测量焊补区域110的温度，以便于焊补区域110后续的加热处理。

s400、在焊补区域110上放置与焊补区域110的面积大小相匹配的加热器200。

具体地，工作人员可以根据焊补区域110的面积大小选择相应型号的加热器200，保证加热器200的外形尽量与焊补区域110随型，进而便于提升对焊补区域110的加热效果；相应地，在安装过程中，如果铸件100的部分外表面造成加热器200悬空，可以在悬空部位与铸件100之间焊接补偿金属块，金属块的厚度可以为30至40mm，从而避免加热器200及加热设备烧坏；被加热位置有尖棱尖角的，要避开加热器200或在棱角边拼接金属块，从而避免棱角超温熔化；并且，当局部热处理区域较大，超过加热器200的有效面积时，应分多次加热或多个加热器200同时加热，加热区域应重叠10％至20％，从而保证对焊补区域110的加热效果。

s500、对加热器200通电，并根据控温热电偶310和观察热电偶320控制加热器200的温度。

工作人员可以按照设备操作要求接好设备电连接线并检查线路，以确保无异常情况。然后对加热器200通电，根据控温热电偶310和观察热电偶320所测量的温度，可以控制加热器200的加热升温速度为10至20℃/min，保温温度可以为700至720℃，温差可以控制在±10℃以内，保温时间可以不小于3小时，焊补深度可以为(mm)*3min/mm，当保温时间结束后，可以以8至15℃/min的速度降温到200至300℃后断电自然空冷至室温。

s600、对加热后的焊补区域110进行无损探伤检测和硬度检测。

在对铸件100上的焊补区域110进行局部热处理后，应对所加热的焊补区域110上的焊肉、焊缝以及母材进行无损探伤检测和硬度检测，以保证合格率，当所有检测合格符合标准要求时，则铸件100缺陷修补完成。

由上述内容可知，本发明实施例公开的用于大型铸钢件的缺陷修补方法中，通过加热器200与控温热电偶310和观察热电偶320之间的配合，从而能够对铸件100上的焊补区域110起到更好的热处理效果，进而防止在缺陷修补过程中对铸件100进行反复热处理，以防止铸件100产生不可控制的变形；而且，此种方式只是对焊补区域110进行局部热处理，从而防止在热处理过程中影响铸件100其他区域的性能；相比于现有技术，此种方式显著降低了生产成本，缩短了铸件100生产周期，有着显著的经济和适用价值。

需要说明的是，本发明实施例公开的缺陷修补方法不仅仅适用于大型铸钢件，对其它类型产品也有着很好的借鉴作用。

在步骤s300之前，本发明实施例公开的缺陷修补方法还包括：

对焊补区域110进行无损探伤检测和硬度检测。对铸件100上的缺陷部位进行焊补完成后，将天然气火焰加大，使焊补区域110的温度达到300至350℃进行充分后热，在此温度下保持2至4h后缓慢减小火焰，在1至2h内关灭火焰让铸件100的受热区自然降温冷却。然后对焊补区域110进行无损探伤，确保没有不可接受的缺陷。随后对焊补区进行硬度检测，确保硬度不大于360hb方可进行后续的局部焊后热处理。

此步骤能够较及时地发现焊补问题，当焊补区域110的检测合格时，可以转入后续的局部焊后热处理，当焊补区域110的检测不合格时，可以转入上个步骤，对存在焊补缺陷以及其他缺陷的部位再次进行焊补，从而能够减少返修率，进而提高对铸件100上的缺陷的修补效果。

进一步地，本发明实施例公开的缺陷修补方法还包括：对焊补区域110进行打磨处理。具体地，可以在常温下对焊补区域110进行打磨，打磨去除焊补区域110盖面层，使表面粗糙度达到ra6.3至12.5um，从而便于对焊补区域110进行无损探伤检测和硬度检测，进而能够及时发现问题，以提高工作效率。

在步骤s500之前，本发明实施例公开的缺陷修补方法还包括：在加热区域上可以铺设保温棉400，保温棉400可以覆盖焊补区域110、控温热电偶310、观察热电偶320和加热器200。具体地，请再次参考图1，保温棉400能够起到加热效果，以保证加热器200所加热的焊补区域110的受热温度能达到要求且均匀。在安装时，所加热的区域及加热面的四周400mm范围内可以覆盖50至80mm的保温棉400，铸件100加热面的背面可以覆盖1至2层保温棉400。

在一种可选的方案中，可以采用压块或捆扎绳对加热器200和保温棉400进行固定。以保证各部件的安装稳定性，从而确保在运行过程中无松动及脱落。

本发明实施例中，步骤s300具体可以包括：

支撑铸件100，以使铸件100处于平稳位置。工作人员可以将铸件100摆放平稳，然后采用顶块支撑铸件100，以使铸件100处于相对平稳状态，从而有利于工作人员后续操作。

在焊补区域110的中心布置控温热电偶310，且在焊补区域110上间隔布置多个观察热电偶320，此种方式能够更好地测量焊补区域110及其周围的温度，以便于对焊补区域110起到更好的加热效果。可选地，控温热电偶310可以布置在焊补区域110的中心，至少可以有3个观察热电偶320，一个可以布置在控温热电偶310旁边，另一个可以布置到感应加热器200的中心区域，第三个则可以布置到感应器加热边缘，从而起到更好的检测效果。

进一步地，在焊补区域110上可以铺设隔热棉500，隔热棉500可以覆盖控温热电偶310和观察热电偶320。具体地，待所有的热电偶都布置固定好后，可以采用厚度不超过10mm的隔热棉500压实所有的热电偶，隔热棉500铺设面积可以超过加热器200面积的10％至20％，从而确保热电偶测温点要紧贴铸件100及焊接缺陷部位，保证热电偶在工艺运行过程中无移动或脱落。

在步骤s200之前，本发明实施例公开的缺陷修补方法还包括：对缺陷部位及周边区域进行预热处理。焊接前首先可以对焊补区域110及周边200mm范围内进行预热，预热方式可以采用天然气火焰缓慢预热，待焊补区域110及周边温度达到150至200℃后保持时间至少是1至2小时，即可将火焰调小，保持预热温度范围即可。此种方式能够提高焊接质量，以提升对缺陷修补效果。

本发明公开的实施例中，加热器200可以为电磁感应加热器200，此种加热器200具有更好的加热效果，从而能够对焊补区域110起到更好的热处理效果，进而能够提高缺陷修补效果。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。