
缺陷处理
1.消除缺陷
在工厂,一般使用碳弧气刨吹除铸件缺陷,然后使用便携式角磨机打磨缺陷部分,使其露出金属光泽。但在生产实践中,则使用碳钢电极以大电流直接去除缺陷,然后使用角磨机打磨金属光泽。一般情况下,铸造缺陷可采用 <4mm-J422 焊条、160~180A 电流消除缺陷,角磨机将缺陷磨成 U 形,以减少焊接应力。缺陷消除彻底,补焊质量好。
2.缺陷判断
在生产实践中,有些铸造缺陷是不允许补焊的,如贯穿裂纹、贯穿缺陷(底部贯穿)、蜂窝气孔、无法清除的砂和夹渣、面积超过 65 平方厘米的缩孔等。以及双方合同中约定的其他无法修复的重大缺陷 在修复焊接前应判断缺陷的类型。
3.预热有缺陷的部件
碳钢和奥氏体不锈钢铸件,如果补焊部位的面积小于 65cm2,深度小于铸件厚度的 20% 或 25mm,一般不需要预热。但是,珠光体钢铸件,如 ZG15Cr1Mo1V、ZGCr5Mo 等。但珠光体钢铸件,如 ZG15Cr1Mo1V、ZGCr5Mo 等,由于钢的淬透性高,冷焊时容易产生裂纹,应进行预热。预热温度为 200-400℃(用不锈钢焊条补焊时,预热温度为小值)。保温时间不应少于 60min。如果铸件不能整体预热,可用氧-乙炔将缺陷部位扩大 20mm,然后加热到 300-350℃(观察暗面的暗红色)。可先在缺陷处和周边做大火炬中性火炬。快速摆动圆周几分钟,然后改为慢动作,保持 10 分钟(视缺陷厚度而定),使缺陷部位充分预热,然后快速修复。
维修焊接方法
1.要求
补焊奥氏体不锈钢铸件时,应在通风处快速冷却。对于补焊面积过大的珠光体低合金钢铸件和碳钢铸件,应选择背风位置或挡风板,以避免快速冷却造成裂纹。对于堆积层的补焊,应在补焊后立即清除熔渣,并沿缺陷中心向外均匀锤击,以减小补焊应力。如果分几层进行补焊(一般 3 至 4 毫米为一层补焊),每层补焊后必须及时清除补焊区的焊渣和锤击。如果在冬季进行焊接,对于 ZG15Cr1Mo1V 珠光体合金钢铸件,氧气-乙炔对每层补焊应反复加热,然后迅速补焊,以免产生焊接裂纹。
2.电极处理
修补焊接前,首先要检查电极是否预热。一般情况下,焊条应在 150~250℃ 下烘干 1 小时。预热后的焊条应放在恒温箱中,以便使用时尽快取出。焊条反复预热 3 次。如果焊条表面涂层脱落、开裂和生锈,则不得使用。
3.维修焊接时间
对于承压铸件,如经过渗水压力试验的阀体,同一部位一般只允许补焊一次,不能重复补焊,因为多次补焊会使钢中晶粒粗大,影响铸件的承压性能,除非铸件在焊后能进行再热处理。对于同一部位的其他非承压补焊,一般规定补焊不得超过 3 次。对于同一部位有 2 次以上补焊的碳钢铸件,焊后应进行去应力处理。
4.修复焊接层高度
铸件的补焊高度一般比铸件平面高 2mm 左右,以方便机加工。补焊层太低,机加工后容易露出焊疤。补焊层过高,费时、费力、费材料。
维修后焊接
1.重要的维修焊接
在 ASTMA217/A217M-2007 中,水压试验中出现渗漏的铸件、补焊面积大于 65cm2 的铸件、深度大于铸件壁厚 20% 或 25mm 的铸件被视为重要补焊。在 A217 标准中,对于这种重要的修补焊,提出应进行去应力处理或完全再热处理,而这种去应力处理或完全再热处理必须采用经批准的方法进行,即重要的修补焊需要制定修补焊工艺。ASTMA352/A352M2006规定,重要补焊后必须进行应力消除或焊后热处理。我国家对应 A217/A217M 的行业标准 JB/T5263-2005将重要补焊定义为 "重缺陷(heavy defects)"。但实际上,除了可以完全再热处理的铸件毛坯外,很多缺陷往往是在精加工过程中发现的,已经不能完全热处理。因此,在生产实践中,一般都是由经验丰富、持有压力容器焊接证书的焊工现场解决。
2.缓解压力
在对精焊后发现的缺陷进行修复后,不能再进行整体去应力回火处理。一般情况下,可采用在缺陷部位进行氧-乙炔火焰局部加热回火的方法。大型割炬的中性火焰缓慢来回摇摆,将铸件表面加热至可见暗红色(约 740℃),并保温(2min/mm,但不少于 30min)。应力消除处理后,应立即在缺陷上覆盖石棉板。对于珠光体钢阀门管径上的缺陷,应在管径内腔填充石棉板,使其在补焊时缓慢冷却。这种操作简单经济,但要求焊工有一定的实践经验。
不锈钢铸件补焊后一般不作处理,但焊接应在通风处进行,以使补焊部位迅速冷却。除非补焊显示已导致奥氏体结构发生变化或存在严重缺陷。在合同和条件允许的情况下,应重新进行固溶处理。缺陷面积过大、过深的碳钢铸件和各种珠光体铸件,在铸件清理阶段,已进入粗加工但有精加工余量时,应在补焊后进行消除应力处理。碳钢的去应力回火温度可设定为 600~650℃,ZG15Cr1Mo1V 和 ZGCr5Mo 的回火温度可设定为 700~740℃,ZG35CrMo 的回火温度可设定为 500~550℃。对于所有钢铸件,消除应力回火时间不少于 120min,并随炉冷却至 100℃以下。
3.无损检测
对于 "重缺陷(heavy defects)"和 "重要补焊(important repair welding)"的阀门铸件,ASTMA217A217M-2007标准规定,如果铸件生产满足 S4(磁粉探伤)补充要求,补焊应采用与检验铸件质量标准相同的磁粉探伤进行检验。.如果铸件生产符合 S5(射线检查)补充要求,对于在水压试验中泄漏的铸件,或任何需要修补的凹坑,其深度超过壁厚的 20% 或 1in1 (25mm),且铸件准备进行修补焊接。凹坑面积大于约 10 英寸2(65 平方厘米)的铸件的任何修补焊接都必须采用与铸件相同的标准射线检查。JB/T5263-2005 标准规定,重缺陷修复后应进行射线或超声波检测。也就是说,对于重缺陷和重要的补焊,必须进行有效的无损检测,合格后方可使用。