專利名稱：一種工件裂紋的焊補工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種焊補方法，特別是一種可有效避免工件在焊接后由于應力集中而 表面產(chǎn)生二次裂紋的焊補工藝方法。
背景技術(shù)：
模具在產(chǎn)品成型或鋼鐵工件在使用過程中，由于工件本身剛性較大，再加上熱處 理或焊接不當?shù)仍?，使得工件的局部應力太大很容易產(chǎn)生局部缺陷，如裂紋的產(chǎn) 生，該裂紋的存在會造成產(chǎn)品的缺陷，嚴重時還會使整個工件報廢，影響到整機使用 的安全性。并且，相似的情況也存在于具有鑲嵌件的工件中，由于鑲嵌件連接縫的存 在，也會影響到產(chǎn)品的性能。
通常，現(xiàn)有技術(shù)中多采用直接對裂紋進行焊接的方法對工件進行焊補修復，如申 請?zhí)枮?3104019.1的中國發(fā)明專利《液體摩擦軸承的鎢金套局部焊補方法》用氣焊槍 對鎢金脫落并經(jīng)清洗的部位進行烘烤預熱，然后進行條狀補焊法；又如申請?zhí)枮?CN200710044529.3中國發(fā)明專利《鑄鐵件的焊補方法》則先將該鑄鐵件的斷面打磨出 坡口，對預焊接的部位進行預熱，然后用焊條施焊。但是，采用上述專利中的焊補工 藝方法在焊后會在工件裂紋的表面產(chǎn)生凝結(jié)縫，該凝結(jié)縫使得工件在原先有缺陷部位 的裂紋會繼續(xù)延伸，從而產(chǎn)生二次裂紋。因為當焊接熔池中的金屬在冷凝結(jié)晶時會順 著應力方向分別從兩邊根基向中心順次排列凝固，原先工件裂紋中心就是應力的最大 點，這種情況在焊后始終存在，如果焊接熔池體積小或焊接材料的熱收縮小，凝結(jié)縫 就小，反之，凝結(jié)縫就大，雖然焊縫經(jīng)過十幾層的熔化和凝固，但是因為凝結(jié)縫的應 力集中而產(chǎn)生二次裂紋的缺陷依然存在，雖然上述專利中都對工件進行了預加熱，可 以減小熱應力的影響，但是預加熱容易引起整體工件的熱變形，而且很難從根本上解 決凝結(jié)縫的問題。
于是，也有人采用了其他的方法以防止焊補后產(chǎn)生二次裂紋的問題，如專利號為 00120516.1的《黑色金屬件的裂紋焊補方法》中國發(fā)明專利公開了如下的工藝步驟， 包括焊前處理、在裂紋區(qū)內(nèi)先分段后分次熔填金屬，主要對每次熔填金屬實施機械錘 擊，通過變形消除其冷卻收縮形成的拉應力，并為下次瑢填金屬預置待焊面的壓應 力，至完成裂紋的焊補過程。但是，該專利方法的整個焊補過程需要熔填和錘擊金屬 多次交替進行，每次熔填金屬后，都需要按照一定的頻率對待焊金屬表面及相鄰金屬 基體進行機械錘擊，較為費時費力，工藝方法相對繁瑣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀而提供一種工藝過程簡單且 可避免在熔池凝固時應力集中缺陷的焊補工藝方法，采用該焊補工藝方法后可以有效 消除工件的二次裂紋。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為該工件裂紋的焊補工藝方法，其 特征在于，包括有如下的工藝步驟
(1) 、對工件的裂紋區(qū)域進行切削，沿該裂紋走向磨出焊縫；
(2) 、在所述的焊縫底部放置一和該焊縫大小相適配的金屬條，所述金屬條的底部 蓋住所述的裂紋；
(3) 、在所述金屬條不被熔透的前提下，將所述金屬條的外壁和所述焊縫的側(cè)壁相 互之間形成的兩條接縫進行熔接；
(4) 、在整個焊縫內(nèi)補滿熔填金屬，完成焊縫的對接。
為了提高焊后工件的質(zhì)量，還可以對焊接后的進行焊后處理，具體地為，所述步 驟(4)之后還可以包括有如下步驟(5)、焊后處理去除焊接熱應力，并將焊縫打磨光 滑。
對個別焊接性能較差的工件，為了提高焊接質(zhì)量，還可以在所述步驟(3)和步驟(4) 之間增加如下步驟(3-1)、對所述工件進行預加熱。
為了保證焊后工件在結(jié)構(gòu)形狀和剛性與焊前的一致性，作為優(yōu)選，所述步驟(2)中
的屏蔽金屬條可以為材質(zhì)和所述工件的基體材質(zhì)相同或相近的焊條。
作為優(yōu)選，在所述步驟(3)中，可以采用焊補機實現(xiàn)所述金屬條和焊縫的熔接。
焊補機的種類可以根據(jù)焊接時不同工件的要求和工作條件選擇，常見地，所述的 焊補機為氬弧焊機或電焊機或冷焊機。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于避免了原先焊接應力集中在裂紋上進而產(chǎn)
生二次裂紋的缺陷，本發(fā)明的工藝方法在焊補前將一金屬條覆蓋在裂紋上，金屬條的 外壁和裂紋開口之間僅僅是表面接觸，裂紋本身和金屬條之間并不進行熔接，而是通 過將金屬條的外壁和位于裂紋區(qū)的焊縫側(cè)壁相互之間進行熔接，從而通過金屬條而將
裂紋和熔池進行了隔離；由于金屬條是同時和焊縫的兩個側(cè)壁分別相接觸的，熔接后
的焊接應力由原先集中在位于裂紋中心的一條直縫上而變?yōu)榉植荚谖挥诮饘贄l兩側(cè)的 兩條頂端不開放的彎縫上，解決了熔池凝固時在裂紋處應力集中的問題，消除了焊后 工件上產(chǎn)生二次裂紋的缺陷，保證了焊補的質(zhì)量。


圖l為本發(fā)明實施例具有裂紋的工件結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1所示I部的局部放大圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。
如圖l、圖2所示，為本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，該實施例中的工件l是一直徑 80mm、長40mm且材質(zhì)為45號碳鋼的圓柱體(參見圖l)，在該圓柱體工件l上具有一 沿徑向深15mm的裂紋11，裂紋區(qū)延及整個圓柱體工件l的軸向方向；
于是，本發(fā)明采用如下步驟實現(xiàn)對該圓柱體工件l裂紋的焊補
(1) 、對圓柱體工件l的裂紋區(qū)域進行切削，沿該圓柱體工件l的軸向裂紋區(qū)方向用 砂輪磨出一條深5mm、 口寬為5mm的焊縫2，并且，該焊縫2的底部呈半徑為lmm的圓 ??；
(2) 、在焊縫2底部放置一和該焊縫2底部圓弧大小相適配的直徑1.6mm焊條作為隔 離裂紋和熔池接觸的金屬條3，該金屬條3的底部正好蓋住圓柱體工件1的裂紋11，同 時，金屬條3的兩側(cè)分別和焊縫2的側(cè)壁相抵；
(3) 、將金屬條3的外壁和焊縫2的側(cè)壁相互之間形成的兩條接縫用焊補機(可以為 氬弧焊機或電焊機或冷焊機)進行熔接，熔接后形成兩條頂端不開放的彎縫4，其中， 熔接過程中的焊補機應該采用小功率熔接，以保證熔接完畢后的金屬條3不能被熔透；
(4) 、在常溫下，用YJHB-1型精密高能焊補機(冷焊機)對焊縫2的開口進行焊 接，直至焊縫2中補滿熔填金屬并且高出焊縫的高度，其中，本實施例采用了直徑lmm 的H08Mn2Si焊絲作為焊接時的熔填金屬材料，通過10層堆積焊完成整個焊縫2凹坑的 熔填，熔參見圖2。
如果工件的裂紋部位受力較大，則可以將焊縫2磨得深一些，以增加焊接層的厚 度，從而可以改善焊接應中的問題。
在本實施例中，對焊縫2熔填的焊接過程使用的是YJHB-1型精密高能焊補機(冷 焊機)，該精密高能焊補機的特點是焊點熔化和凝固是在瞬間(焊接電流為150A，熔 接時間為30ms)內(nèi)完成的，單個焊點熔化的金屬少，熔池的熱應力也小。
因此，采用這種精密高能焊補機焊接時工件基本不發(fā)熱，工件整體的熱應力幾乎 為零，減小了輸入到工件的熱量，工件整體變形的應力減小，保證不產(chǎn)生新的應力集 中區(qū)，使得大部分材料的工件都可以在常溫下完成焊補，焊接后也基本不需要進行去 除熱應力的焊后處理，直接對焊后的工件在焊縫處進行打磨拋光，可以發(fā)現(xiàn)，通過這 種方法焊補后的工件用磁性探傷的方法檢驗，在焊縫中心(原先具有裂紋的部位)處
沒有發(fā)現(xiàn)細裂縫。對于個別焊接性能較差的工件，也可以在焊接焊縫之前增加工件預 熱的步驟，以保證焊接的質(zhì)量。
5本發(fā)明的焊補方法用屏蔽金屬條擋住了工件裂紋，在熔接過程中使得裂紋與熔池 分開，從而使原來應力集中在一條直縫變?yōu)榉植荚诤缚p兩側(cè)的兩條頂端不開放的彎縫4 上，解決了熔池凝固時應力集中的問題，避免了在焊縫表面產(chǎn)生凝結(jié)縫(裂紋)的缺 陷，提高了焊接性能。
權(quán)利要求
1、一種工件裂紋的焊補工藝方法，其特征在于，包括有如下的工藝步驟(1)、對工件的裂紋區(qū)域進行切削，沿該裂紋走向磨出焊縫；(2)、在所述的焊縫底部放置一和該焊縫大小相適配的金屬條，所述金屬條的底部蓋住所述的裂紋；(3)、在所述金屬條不被熔透的前提下，將所述金屬條的外壁和所述焊縫的側(cè)壁相互之間形成的兩條接縫進行熔接；(4)、在整個焊縫內(nèi)補滿熔填金屬，完成焊縫的對接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的工件裂紋的焊補工藝方法，其特征在于所述步驟(4)之 后還可以包括有如下步驟(5) 、焊后處理去除焊接熱應力，并將焊縫打磨光滑。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的工件裂紋的焊補工藝方法，其特征在于所述步驟(3)和 步驟(4)之間還可以增加如下步驟(3-1)、對所述工件進行預加熱。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的工件裂紋的焊補工藝方法，其特征在于所述步 驟(2)中的屏蔽金屬條為材質(zhì)和所述工件的基體材質(zhì)相同或相近的焊條。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的工件裂紋的焊補工藝方法，其特征在于在所述 步驟(3)中，采用悍補機實現(xiàn)所述金屬條和焊縫的熔接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的工件裂紋的焊補工藝方法，其特征在于所述的焊補機為氬弧焊機或電焊機或冷焊機。
全文摘要
一種工件裂紋的焊補工藝方法，其特征在于包括有如下步驟(1)對工件的裂紋區(qū)域進行切削，沿該裂紋走向磨出焊縫；(2)在焊縫底部放置一和該焊縫大小相適配的金屬條，金屬條的底部蓋住所述的裂紋；(3)在金屬條不被熔透的前提下，將金屬條的外壁和焊縫的側(cè)壁相互之間形成的兩條接縫進行熔接；(4)在整個焊縫內(nèi)補滿熔填金屬，完成焊縫的對接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在焊補前將一金屬條覆蓋在裂紋上，將金屬條的外壁和位于裂紋區(qū)的焊縫側(cè)壁相互之間進行熔接，從而實現(xiàn)裂紋和熔池的隔離，使得焊接應力由原先集中在位于裂紋中心的一條直縫上而變?yōu)榉植荚谖挥诮饘贄l兩側(cè)的兩條頂端不開放的彎縫上，解決了熔池凝固時在裂紋處應力集中的問題。
文檔編號B23P6/00GK101524787SQ20091009703
公開日2009年9月9日 申請日期2009年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月27日
發(fā)明者浩 宣 申請人:浩 宣