铸钢焊接质量控制

铸钢焊接质量控制

宋杰

中车青岛四方机车车辆股份有限公司 山东 青岛 266000

摘要：铁路客车用铸钢件主要用于转向架构架的一些部位，在铁路客车制造中占有很重要的地位，因铸钢件具有较强的刚性，其焊接工艺要求具有特殊性，焊接质量也直接关系到铁路客车的质量。本文主要对铸钢件相关的焊接质量控制进行探讨，提出控制铸钢焊接质量的控制措施。

关键词：铸钢焊接；质量控制

引言

铸钢件因其铸造特性，焊接管控与钢板件、锻造件焊接仍有一些区别，主要表现在铸钢件本身一些铸造缺陷，其组织结构与钢板件等的一些区别。但整体质量控制措施仍是从人员、工艺、检验等措施入手。

1 铸钢件焊接特性

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。

2 人员资质及辅助工具

凡参与铸钢件与船体结构焊接的焊工，必须是经过专业培训和考试，并持有相应类别的船级社焊工资质证书，否则，不得从事铸钢件焊接作业。从事铸钢件与船体结构作业的装配、定位焊工，必须是经过专业培训和考试合格的人员。焊工上岗前必须携带保温筒、榔头、钢丝刷、毛刷等辅助工具。

3 铸钢件检验及焊接材料

铸钢件进入安装前，首先应校核铸造厂出厂检验资料及实物检验标记，同时对焊接部件再次进行磁粉检验。经检验如发现有裂纹、气孔、夹砂、疏松等缺陷存在，应按船级社认可的“铸钢件焊补工艺”进行修复，对缺陷较深的修复部位应同时采用超声波仪进行检测，经检验合格后方可进入安装阶段（防止铸钢件缺陷影响焊缝质量）。焊接材料：焊条电弧焊选用低氢型J507焊条，焊条必须经350~400℃烘干，用保温筒领用，一次领用不超过8小时用量。CO2气体保护焊采用焊丝不得受潮、生锈，拆封后应连续用完。CO2保护气体纯度要合格,不得含有水、油等不利于焊接的杂质。

4 工艺程序

焊接采用焊条电弧焊（SMAW）或CO2气体保护焊（FCAW）。焊前，焊工必须对焊接坡口及坡口两侧各宽50mm范围内，清除氧化物、水份、油污等不利于焊接的杂质，修磨光顺；同时对焊接坡口及坡口两侧各宽150mm范围内，采用电加热器进行预热，预热温度为100～150℃（用点温计测量）。预热和层间温度的测量，应在距坡口(30～50)mm处进行。装焊过程中，不允许在焊件上随意引弧或电弧闪击，若不慎产生损伤，应首先对损伤部位进行焊接修补,修补范围应大于损伤部位，便于母材有较好的熔合过渡。在使用砂轮进行磨削修整焊缝时，其磨削处不得形成凹坑。焊接时，层间温度不得低于预热温度或高于预热温度50℃，各层间的焊接必须连续完成，不能间断，层间接头相互错开50mm。焊接层间药渣清理干净，不得使用风管、风铲等能引起快速降温的工具。焊后热处理：焊后立即采用电加热器将焊缝区域加热到200～300℃，保持2小时，用阻燃材料覆盖整个焊缝区域（包括焊缝热影响区），保温缓冷。

5 铸钢件缺陷及焊缝修整

焊接施工过程中，如发现可焊性差或焊缝质量问题（包括铸钢件的铸造缺陷），应及时向工艺部门反馈，由工艺部门校核铸钢件与选用焊材的理化性能参数及焊接工艺的正确性，并及时修订焊接工艺。焊缝修整工作开始前,将焊补工艺和绘制标有缺陷的草图提交相应船级社验船师审核,经验船师同意后方可进行修整工作。根据铸钢件缺陷的情况,可采用钻孔、磨削、碳弧气刨或机械加工等方法清除缺陷。将焊补的部位,修磨成适于焊补的形状,坡口面应圆滑光顺,不得有尖角存在，焊缝修补长度不小于50mm。缺陷清除干净, 采用磁粉探伤检测,确认缺陷消除，方可进行焊补修整。焊补采用与正式焊接相同的焊接方法和焊接材料。施焊前，对焊补区域用电加热器进行预热。预热温度为100～150℃。大面积缺陷焊补的铸钢件应整体预热，采用多道焊补工艺，焊后进行550～600℃消除应力退火处理。对铸钢件或焊缝出现裂纹缺陷，应在距裂纹两端头10mm处用直径8～12mm钻头钻止裂孔，钻孔深度大于裂纹深度2～3mm，以确定裂纹的深度和防止裂纹蔓延，然后用碳弧气刨或风铲清除两孔间的裂纹。如图所示：

6 焊后检验

焊缝表面成形均匀，平滑地向母材过渡，不得存在裂纹及表面气孔，咬边深度不得大于0.5mm，焊缝增强高不得低于母材及高于母材平面以上3mm。焊后48小时，对焊接区域打磨光顺，进行“UT”、“MT”检验，以确认焊接质量。在焊接和焊缝修整过程中，应认真做好记录，包括铸钢件检验、焊前。

结束语

加强铸钢件与船体结构焊接施工过程的工艺质量控制十分必要，采用正确的

焊接工艺，能有效减小焊接应力，避免产生裂纹等缺陷，确保铸钢件与船体结构

的焊接质量。

参考文献

[1]陈广生, 孙云峰. 大型铸钢件机架缺陷补焊质量控制[J]. 金属加工：热加工, 2009(2):4.