[实用新型]一种铸铁焊补结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种铸铁焊补结构，尤其适合铸铁模具的补焊连接。

背景技术

铸铁在制造和使用中容易出现各种缺陷和损坏。铸铁补焊是对有缺陷铸铁件进行修复的重要手段。铸铁的含碳量高，脆性大，焊接性很差，在焊接过程中易产生白口组织和裂纹。白口组织是由于在铸铁补焊时，碳、硅等促进石墨化元素大量烧损，且补焊区冷速快，在焊缝区石墨化过程来不及进行而产生的。裂纹通常发生在焊缝和热影响区，产生的原因是铸铁的抗拉强度低，塑性很差，400℃以下基本无塑性，而焊接应力较大，且接头存在白口组织时，由于白口组织的收缩率更大，裂纹倾向更加严重，甚至可使整条焊缝沿熔合线从母材上剥离下来。

封头是工业锅炉设备上的重要零件之一，一般有平封头及椭圆封头，封头的制作过程一般采用模具进行压制成型，模具需具备有较高的强度、硬度、耐磨性、韧性和抗疲劳性能等，且其结构复杂，机加工制造难度较大，铸造模具成为多数选择，所以，封头压制模具一般采用铸造工艺生产加工，例如铸件材料HT200等，其力学性能接近于钢。但由于碳当量CE大于0.6％，含S、P杂质高。

铸铁模具的主要失效形式一般源于下模座及下模具圈，铸铁模具在长期使用后，会承受交变载荷的作用，如果本身存在铸造缺陷，在应力集中处会形成裂纹，严重的就会断裂，最终导致模座的报废。将带来不应有的浪费和损失。由于铸铁的焊接性差，焊后常有气孔，易变形，易断裂，易产生白口化和淬硬组织，焊接裂纹，故铸铁模具的修复的效果较差，一般焊接工艺的碳当量CE大于0.6％，焊缝抗拉强度σb≤200MPa。锅炉行业中，封头、管板、波形炉胆、烟室管板的压制模具基本上都是采用的铸铁材料HT200，此类模具的模压力为数百吨，所以要求模具的综合性能比较高，通常此类模具断裂后，都是进行报废处理，因此，找到一种焊补铸铁特别是铸铁模具的补焊结构成为急需。

发明内容

本实用新型的目的在于，提供一种铸铁焊补结构，尤其适合铸铁模具的补焊连接。

实施本实用新型所采用的技术方案是，包括被焊补的工件，所述工件开坡口，坡口表面有多个丝孔且拧入螺栓；坡口尖角处是楔形块，填充板依次叠加在楔形块上，楔形块有盲孔，填充板有通孔；楔形块和填充板的侧面开侧口。

进一步，所述坡口的角度优选80-100度。

进一步，所述楔形块、填充板的材质优选Q245R。

进一步，所述楔形块、填充板、通孔、盲孔、螺栓之间的焊缝优选由J507焊材焊接后形成，所述楔形块、填充板与坡口之间的焊缝优选由Z308焊材焊接后形成。

本实用新型的有益效果是，因为焊补坡口处增加了螺栓以及楔形块、填充板，改善了铸铁之间连接刚度，螺栓和铸铁之间有丝扣连接，使得焊缝整体抗拉强度σb≥400MPa，不易开裂，韧性和抗疲劳性能好，适合焊补铸铁，特别适合锅炉行业中封头、管板、波形炉胆、烟室管板等模具铸铁的焊补连接。

附图说明

图1是焊补结构实施例示意图。

具体实施方式

参见图1，本实用新型可以采用以下步骤和方法实施：

步骤一，封头铸铁模1断裂处清洗，加热至100°，开坡口2，坡口2的角度a为90度，打磨；

步骤二，根据坡口2角度a的大小，表面攻丝孔7，丝孔7的丝长20mm，拧入12-M10螺栓6；步骤三，备6mm厚度的填充板3和楔形块9，楔形块9开有盲孔8，填充板3、楔形块9的材质是Q245R。填充板3的宽度以及两侧的坡度依次序对应待焊补坡口2的高度和角度a，填充板3相叠加的厚度方向钻3个φ10孔通4，填充板3及楔形块9的侧面与螺栓6对应处开侧口5；

步骤四，将铸铁模1加热至150°，保持层间温度60°，依次放入楔形块9和填充板3。填充板3的通孔4、楔形块9及其盲孔8、填充板3、螺栓5之间焊接采用J507焊材，φ3.2，电流100-120A，电压18-20V，直流反接。楔形块6、填充板3与铸铁模1的焊接采用Z308焊材，φ3.2，电流100-120A，电压18-20V，直流正接。层间温度，亦称道间温度，指多道焊缝及母材在施焊下一焊道之前的瞬时温度，一般用最高值表示。

重复步骤四，焊接坡口2的另一面直至铸铁模1焊补平整。 

焊缝碳当量CE＝[C+Mn/6]*100％＝0.22+0.65/6＝0.32％，当碳当量＜0.4％时，焊接性能好，焊缝抗拉强度σb≥400MPa。