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鑄造缺陷修補設(shè)備現(xiàn)狀分析
點擊次數(shù)：3130 發(fā)布時間：2009-9-24
一、 鑄造行業(yè)的現(xiàn)狀分析（成品率修補的比率）
目前我國的鑄造工業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模，鑄件的產(chǎn)量品種，都已經(jīng)處于世界前列。雄厚的工業(yè)基礎(chǔ)為眾多行業(yè)提供了大量的鑄件（毛坯和零件）。
近年來，我國的鑄造工業(yè)已進入到廠點多、產(chǎn)量大、門類齊全的世界鑄造大國行列，同時我國鑄件出口增長較快，僅今年1-3月份我國鑄鋼件、鑄鐵件產(chǎn)量分別達到2,469,140噸，1,040,613噸，同比增長13.32%，12.54%。出口產(chǎn)品也由簡單件進展到要求較高的形狀復(fù)雜的鑄件。但與美、日、德、法等鑄造強國相比，還有相當?shù)牟罹唷?/div>
主要表現(xiàn)在，我國的鑄件以“老”“ 大”“ 黑”“ 粗”而出名，主要原因在于我國鑄造業(yè)存在廢品率較高的現(xiàn)象。我國普通鑄鐵件的廢品率約為10％左右，復(fù)雜件、件在１０％到１５％左右，鋁合金壓鑄件在8%到10%左右。同時缺陷主要集中在鑄件表面或內(nèi)部出現(xiàn)的氣孔、砂眼等。其中80%左右的缺陷都是可以通過修復(fù)來挽救的。導致缺陷原因很多，在工藝安排、材料選擇、鑄造模具設(shè)計與制作、澆注成型等過程中，如果不能科學和嚴謹?shù)脑O(shè)計與執(zhí)行，都將導致廢品率的出現(xiàn)和提高。
隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展，我國成為鑄造強國，鑄造生產(chǎn)要必須走、、低耗、清潔的可持續(xù)發(fā)展道路。根本的方法是：鑄件由低附加值產(chǎn)品向中、鑄件發(fā)展。這要求必須提高整個鑄造的技術(shù)水平，但是鑄造技術(shù)水平是一個系統(tǒng)工程，受制于現(xiàn)實的情況，短期內(nèi)很難得到大幅度的提高。當務(wù)之急是降低鑄件的廢品率，由此鑄件的修復(fù)效益已經(jīng)越來越被企業(yè)看重，即使是技術(shù)實力雄厚的外資企業(yè)和國有大型企業(yè)也紛紛采用鑄件修復(fù)的方式來彌補現(xiàn)有鑄造技術(shù)的不足。各企業(yè)在挽救缺陷鑄件方面因各自情況往往采取不同的方式。
二、修補情況及設(shè)備分析
1、鑄工膠水：
1、鑄工膠水：
它是企業(yè)修補鑄件的本能的選擇，zui主要的特點是簡單，方便，價格低廉，對員工要求不高。但是這種方式只適合粗放的鑄件，一般修補處不能進行后續(xù)加工，且結(jié)合強度硬度很低。這樣的工藝只適合簡單粗放的鑄件，或者是附加值比較低的鑄件。 隨著鑄造工業(yè)的發(fā)展，鑄工膠水越來越不適應(yīng)客戶的要求，
2、焊補：
幾乎所有的鑄造廠家都選擇焊補來解決生產(chǎn)中遇到的鑄造缺陷。鑄件焊補修復(fù)就是采用焊材一般與鑄件材質(zhì)相匹配了金屬填充料，從而達到母體所要求的基本機械性能標準。這需要焊補方式多樣；焊補方法簡單；焊補效率高，焊補成本低，焊補對環(huán)境污染小，并且焊補之后后續(xù)處理簡單，只有這樣才能被鑄造廠家所接受認可和信賴。目前市場上，鑄件焊補所得焊機種類比較多，大體有以下幾種：
2.1、電焊機
2.1、電焊機
電焊機是鑄造廠*的設(shè)備，它是利用電極兩極在瞬間短路時引燃電弧，利用產(chǎn)生的電弧來熔化電焊條和焊材，冷卻后來達到使它們結(jié)合的目的。是zui傳統(tǒng)的焊接方式，一般常用于鑄鐵、鑄鋼件焊補，或者是一些傳統(tǒng)的焊接焊補。
優(yōu)點：適合在干燥的環(huán)境下工作，不需要太多要求，體積相對較小，操作簡單，使用方便，速度較快，焊接后焊縫結(jié)實，適合大面積的焊補焊接。可以瞬間將同種金屬材料（也可將異種金屬連接，只是焊接方法不同）*性的連接，焊縫經(jīng)熱處理后，與母材同等強度，密封很好。
缺點：電焊機在使用的過程中焊機的周圍會產(chǎn)生一定的磁場，電弧燃燒時會向周圍產(chǎn)生輻射，弧光中有紅外線，紫外線等光種，還有金屬蒸汽和煙塵等有害物質(zhì)，所以操作時必須要做足夠的防護措施，且需要專門的電焊工進行操作。不適合于高碳鋼的焊接焊補，由于焊縫金屬結(jié)晶和偏析及氧化等過程，內(nèi)部有應(yīng)力，焊后容易開裂，產(chǎn)生熱裂紋和冷裂紋。內(nèi)部容易產(chǎn)生氣孔、夾渣等二次缺陷；焊點上硬度過高，一般還需要退火熱處理才可以滿足加工要求。這就決定了電焊機只能修補一些比較粗糙的鑄件，即使修補精密的鑄件，需要預(yù)熱，焊后需要退火處理，焊補比較繁瑣。這需要更的焊補設(shè)備彌補它的不足。
缺點：電焊機在使用的過程中焊機的周圍會產(chǎn)生一定的磁場，電弧燃燒時會向周圍產(chǎn)生輻射，弧光中有紅外線，紫外線等光種，還有金屬蒸汽和煙塵等有害物質(zhì)，所以操作時必須要做足夠的防護措施，且需要專門的電焊工進行操作。不適合于高碳鋼的焊接焊補，由于焊縫金屬結(jié)晶和偏析及氧化等過程，內(nèi)部有應(yīng)力，焊后容易開裂，產(chǎn)生熱裂紋和冷裂紋。內(nèi)部容易產(chǎn)生氣孔、夾渣等二次缺陷；焊點上硬度過高，一般還需要退火熱處理才可以滿足加工要求。這就決定了電焊機只能修補一些比較粗糙的鑄件，即使修補精密的鑄件，需要預(yù)熱，焊后需要退火處理，焊補比較繁瑣。這需要更的焊補設(shè)備彌補它的不足。
2.2、氬弧焊：
氬弧焊又稱氬氣體保護焊。就是在電弧焊的周圍通上氬弧保護性氣體,將空氣隔離在焊區(qū)之外，防止焊區(qū)的氧化。
精密鑄件（合金鋼，不銹鋼精鑄件），鋁合金壓鑄件多采用氬弧焊機焊補。部分模具制造和修復(fù)廠家，也采用該焊機修復(fù)模具缺陷。
優(yōu)點：焊補效率高，精度較電焊機高。焊絲種類較多，不銹鋼、鋁合金產(chǎn)品上應(yīng)用zui廣?？捎糜诤附?，強度姣高。
缺點：氬弧焊因為熱影響區(qū)域大,因D對鑄件沖擊過大，熔池邊線有痕跡。焊補鋼 件有硬點。由于熱影響，焊補有色鑄件或薄壁件時，易產(chǎn)生熱變形。操作技術(shù)要求較高。工件在修補后常常會造成變形、硬度降低、砂眼、局部退火、開裂、針孔、磨損、劃傷、咬邊、或者是結(jié)合力不夠及內(nèi)應(yīng)力損傷等缺點。尤其在精密鑄造件細小缺陷的修補過程在表面突出。氬弧焊與焊條電弧焊相比對人身體的傷害程度要高一些，氬弧焊的電流密度大，發(fā)出的光比較強烈，它的電弧產(chǎn)生的紫外線輻射，約為普通焊條電弧焊的5～30倍，紅外線約為焊條電弧焊的1～1.5倍，在焊接時產(chǎn)生的臭氧含量較高，因此，盡量選擇空氣流通較好的地方施工,不然對身體有很大的傷害。這就要求氬弧焊需要在專門的場所，需要專門的人員操作，大大降低了其靈活性。
三、冷焊修補
冷焊機：能夠在瞬間（ms級）將焊接能量釋放于某個極小范圍（<1平方毫米），使補材*熔接于工件上。焊補過程中工件產(chǎn)生熱量極小，工件整體上處于常溫狀態(tài)，因此可以避免傳統(tǒng)焊接的變形、裂紋、變色等缺點。經(jīng)過幾年的發(fā)展，焊機應(yīng)用方向和技術(shù)都得到了很大的發(fā)展，已經(jīng)在修復(fù)市場占有很大的份額。
按照修補產(chǎn)品分類有：貼片機和傳統(tǒng)電火花堆焊修復(fù)機。
1、貼片機
1、貼片機
采用瞬間高頻放電原理將焊片（鋼鐵薄片、粉末、焊粉或加工廢削）（0.05-0.20mm）通過高頻放電粘貼到工件表面或填充到缺陷處（如砂眼），每次粘貼厚度zui大等同與焊片厚度，焊接質(zhì)量取決于放電是否均勻。適合于工件磨損，加工超差修復(fù)。優(yōu)點是修復(fù)后的鑄件色差小，基本不產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，無變形咬邊，焊后修復(fù)量小，可以直接進行加工。
缺點：焊補的速度很慢，通常2mm的孔需要3-5分鐘，不適合大規(guī)模的修補；修補之后的硬度低，一般只能在HB150左右，對高硬度的鑄件只能望洋興嘆；結(jié)合度低，由于補材是附著在工件上面，一般車床銑床之后容易脫落；焊后光潔度較低，對于加工之后有光潔度要求的鑄件有心無力，由于其經(jīng)常使用銅棒接觸補材，難免出現(xiàn)銅屑或小的氣孔麻點，只能修補一些加工要求不太高的鑄件
2、傳統(tǒng)電火花堆焊修復(fù)機
采用火花瞬間高頻放電原理，將鎳基焊材或者焊材離子態(tài)之后瞬間作用于工件表面，使焊材和工件以冶金方式熔合為一體。工件表面在整個焊補過程中產(chǎn)生熱量極小。焊槍采用旋轉(zhuǎn)電極，焊絲直徑從1.6-3.0mm不等。適合于鑄造缺陷的修復(fù)。且該機器在功率與放電頻率的設(shè)置上，可以做到表面涂覆強化。可修補鋼鐵、銅、鋁等各類金屬。
優(yōu)點：安裝方便，操作簡單，一般人員稍加培訓即可操作。焊補強度高，焊補部位無退火、無裂紋、無變形、無內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生，焊點處不會產(chǎn)生加工硬點，修補速度相對于貼片機來說比較快，修復(fù)的精度比較高，且可以通過X光探傷、滲透、拉伸等測試。已經(jīng)為眾多的鑄造廠家接受和使用。另外，在模具修復(fù)方面也有部分的使用價值。
缺點：速度慢，2mm的鑄鐵需要3分鐘左右。對應(yīng)焊材少，鑄鐵件只能用鎳基焊材（300左右/公斤）焊補成本高，并且焊材的使用率只能達到80%。色差相對來說比較大，結(jié)合度低，由于其原理是高頻放電，也就是顆?；押干先サ?，結(jié)合相對于氬弧焊來說是比較低，對有色金屬生鐵件致密性較差。光潔度不高，對于高光潔的鑄件不能達到要求。再者由于傳統(tǒng)冷焊機的設(shè)計原理，功率一般在2000w左右，內(nèi)部電子元件是裸露的，在鑄造車間這個環(huán)境下，機器經(jīng)常出故障，尤其是電極槍（氣電分開，極易損壞），既浪費能源又不適合鑄造廠家大規(guī)模的修補要求。
優(yōu)點：安裝方便，操作簡單，一般人員稍加培訓即可操作。焊補強度高，焊補部位無退火、無裂紋、無變形、無內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生，焊點處不會產(chǎn)生加工硬點，修補速度相對于貼片機來說比較快，修復(fù)的精度比較高，且可以通過X光探傷、滲透、拉伸等測試。已經(jīng)為眾多的鑄造廠家接受和使用。另外，在模具修復(fù)方面也有部分的使用價值。
缺點：速度慢，2mm的鑄鐵需要3分鐘左右。對應(yīng)焊材少，鑄鐵件只能用鎳基焊材（300左右/公斤）焊補成本高，并且焊材的使用率只能達到80%。色差相對來說比較大，結(jié)合度低，由于其原理是高頻放電，也就是顆?；押干先サ?，結(jié)合相對于氬弧焊來說是比較低，對有色金屬生鐵件致密性較差。光潔度不高，對于高光潔的鑄件不能達到要求。再者由于傳統(tǒng)冷焊機的設(shè)計原理，功率一般在2000w左右，內(nèi)部電子元件是裸露的，在鑄造車間這個環(huán)境下，機器經(jīng)常出故障，尤其是電極槍（氣電分開，極易損壞），既浪費能源又不適合鑄造廠家大規(guī)模的修補要求。
3、朗現(xiàn)ESD-05高能電火花堆焊修復(fù)機
朗現(xiàn)ESD-05高能電火花堆焊修復(fù)機高能電火花堆焊修復(fù)機采用*的斬波軟開關(guān)技術(shù)，輸出控制除了具有傳統(tǒng)冷焊機的操作方便，常溫焊補，焊補之后手可觸摸無內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生，可以直接進行車磨刨銑各種加工的特點之外。其*之處：
3.1、輸出控制，內(nèi)部一體化設(shè)計，電子元件封閉式布置，*的主板結(jié)構(gòu)設(shè)計，這樣避免了傳統(tǒng)電火花電焊修復(fù)機常見的故障，電極槍采用氣電一體化散熱式設(shè)計，大大降低了故障率。又結(jié)合了朗現(xiàn)WS焊機的原理特點，采用半熔焊（離子轉(zhuǎn)換加“顆粒”化轉(zhuǎn)換）方式，故朗現(xiàn)ESD-05高能電火花堆焊修復(fù)機雖只600W的功率，但焊補的速度、效果卻是傳統(tǒng)電火花電焊修復(fù)機2000W的數(shù)倍。電火花電焊修復(fù)機不是傳統(tǒng)的電焊機，速度和效果不是以功率來決定的，關(guān)鍵在于內(nèi)部系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計。
3.2、焊材適用范圍廣，普通的電焊條去掉藥皮直接使用如308，208，303，506等，有色金屬的氬弧焊條電焊條甚至其本體材料制成的焊條都可以使用。這樣大大降低了鑄造廠家的使用成本和人力成本。
3.3、焊補速度快，2mm的鋁合金只需要10s，2mm灰鐵只需要1分鐘。由于朗現(xiàn)ESD-05高能電火花堆焊修復(fù)機采用的是單點輸出能量高，焊材的每一個單點以熔融的狀態(tài)結(jié)合到基體，形成冶金結(jié)合，產(chǎn)生*的結(jié)合結(jié)合度高（半融焊性質(zhì)），尤其是克服了傳統(tǒng)的電火花焊補之后致密性差的問題，這大大提高了鑄造廠家的修補效率。
3.4、高含量鎂合金、銅合金的焊補結(jié)合度低的難題，它們通常認為是不能焊補的。由于朗現(xiàn)ESD-05高能電火花堆焊修復(fù)機采用的是瞬間的高能量輸出，有效的解決了銅鋁等高導電率金屬的焊補，克服了普通點火花堆焊結(jié)合不牢的缺點。
3.5、球鐵、灰鐵焊補后磷化的色差問題一直是一個難題，由于朗現(xiàn)ESD-05高能電火花堆焊修復(fù)機可以采用多種焊材，我們已經(jīng)找到了一種焊材，能使灰鐵球鐵焊補之后，磷化無色差或者色差較小。同樣也能使灰鐵件焊補后經(jīng)過磨床或銑床無色差或者色差較小，也可以使用油石打磨。
3.6、缺點：效率仍然不如電焊機，氬弧焊機。
朗現(xiàn)ESD-05高能電火花堆焊修復(fù)機其突出的優(yōu)勢使人們更青睞于選擇之。
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