鑄鋼件在鑄造生產(chǎn)過(guò)中由于各種原因，往往會(huì )出現裂紋，嚴重時(shí)會(huì )給鑄件造成至命的破壞而報廢。特別是一些大型鑄鋼件，由于零件尺寸大，重量重，運輸很不方便，在現場(chǎng)安裝時(shí)發(fā)現裂紋，通過(guò)制定合理的焊補措施使之，達到使用性能要求，是很有意義的。

1、工件缺陷情況分析

以焊補處理錘式破碎機關(guān)鍵件一橫梁環(huán)卷為例，該件重22噸，材質(zhì)ZG270-500，基本結構如圖1所示，呈帶軸孔橫梁的環(huán)形體。錘式破碎機是某水泥廠(chǎng)   道工序的主要工藝設備，全年CaC03材料全部經(jīng)由錘式破碎機橫梁環(huán)卷喉口，破碎成30×50mm小塊，破碎時(shí)震動(dòng)大，工作條件   惡劣。

配件安裝時(shí)發(fā)現橫梁與環(huán)卷連接處(a、b、c、d)，均有長(cháng)度150～250mm不等的裂紋，用角向砂輪機磨開(kāi)裂紋處，發(fā)現斷面深處組織呈海棉狀疏松，工具會(huì )被粘住，開(kāi)深至150mm處裂紋痕跡仍無(wú)法干凈，由于工件超重、超寬，造成運輸困難等等原因，因此，工件只能在現場(chǎng)處理，但現場(chǎng)沒(méi)有加熱、保溫以及焊縫和結構應力的大型熱處理爐，又由于工件∮1000mm×900mm軸承位和∮3900mm×50mm定位基準處均已經(jīng)精加工過(guò)，故處理過(guò)程稍有變形和翹曲，將會(huì )造成無(wú)法挽回的損失，風(fēng)險相當大，工件本身價(jià)值28萬(wàn)元左右，   為嚴重的是水泥廠(chǎng)大量訂貨合同將無(wú)法完成。

2、焊補處理

針對上述情況，與水泥廠(chǎng)設備部門(mén)反復研究決定采用下列處理上藝方案，并付諸實(shí)施：

1>焊補操作

考慮焊縫本身有橫向收縮量，輕者咬邊，重者出現縱向裂紋，因此，為避免焊縫本身收縮引起的裂紋傾向，盡可能促使基體平衡吸收，采用多層多道焊接。先在坡口二側各焊一道縱焊縫，再橫向來(lái)回焊接，如所示，每層焊縫焊后清渣，并檢查有否裂紋，若有應磨掉，焊縫表面應圓滑過(guò)渡，每處焊縫應不間斷連續焊接，直至填滿(mǎn)整條焊縫。

為防止工件變形和盡可能減少焊接過(guò)程應力產(chǎn)生，工件墊平墊穩，先同時(shí)在a、d二處進(jìn)行操作，包括開(kāi)坡口和焊補，完工后立即運用遠紅外電加熱裝置，對焊縫進(jìn)行500℃～570℃焊后回火處理。然后，對b、c二處裂紋以及工件翻身后對遺漏缺陷進(jìn)行處理。

2>全焊縫應力

缺陷綜合處理完后，按圖5，用相同加熱裝置進(jìn)行全焊縫應力處理。

設備經(jīng)過(guò)一年多的連續運行，沒(méi)有出現異?，F象。節省了大件來(lái)回運輸費用，及時(shí)將配件，恢復生產(chǎn)。大型鑄鋼件裂紋的焊補處理，采用上述方法處理效果不錯，實(shí)踐證明，上述工藝措施是合理的。

大型鑄鋼件的常見(jiàn)缺陷有氣孔、縮孔及縮松、渣孔、針孔、裂紋、冷隔等。產(chǎn)生這些缺陷的原因大體上包括金屬型預熱溫度太低、排氣設計不良、涂料本身排氣性不佳、金屬液處理不符合要求、金屬型設計存在結構或工藝方面的問(wèn)題、開(kāi)模時(shí)間或者澆注溫度掌握不準確等。一般來(lái)說(shuō)，控制好以下幾個(gè)方面，可以降低廢品的產(chǎn)生。

1、利用金屬型凝固特點(diǎn)

與砂型相比較，金屬型的導熱性能要高得多，能獲得很大的溫度梯度，使鑄件冷卻。因此，在金屬型鑄造中，不僅共晶合金，甚至結晶溫度間隔較寬的合金，也能密實(shí)的鑄件。同時(shí)，金屬型冷卻，可使鑄件晶粒細化，減輕或有色合金鑄件的針孔。用金屬型成形較小的薄壁鑄件時(shí)，金屬液凝固很快，許多情況下，幾乎在澆注完畢時(shí)，鑄件的凝固也同時(shí)完成。對大而壁薄的鑄件，為了充滿(mǎn)型腔，獲得輪廓清晰的鑄件，要有較高的金屬型溫度和澆注溫度。同時(shí)，還   在型腔表面噴刷隔熱涂料。此外，提高澆注溫度能鑄件的補縮條件，因為這樣能使金屬液容易進(jìn)入已被型壁冷卻的下層金屬中。采用底注式時(shí)，要求金屬液有   高的溫度，以提高充型能力；但澆注溫度也不能太高，因為溫度太高時(shí)，會(huì )增大鑄件的收縮量，降低力學(xué)性能。金屬型鑄造中，鑄件產(chǎn)生裂紋的可能性比砂型要大得多，因為金屬型和金屬芯沒(méi)有退讓性，阻礙鑄件收縮。另外，鑄件凝固不均勻也是產(chǎn)生裂紋的重要原因。

2、控制金屬型工作溫度

金屬型在噴涂料及澆注之前，要均勻地加熱到工作溫度或接近工作溫度，并且在工作過(guò)程中要保持選定的溫度范圍，這樣才能內部質(zhì)量和外形尺寸穩定的鑄件。確定金屬型的工作溫度時(shí)，選擇過(guò)高或過(guò)低的溫度都會(huì )帶來(lái)一些不良后果。

1）金屬型溫度過(guò)低時(shí)，澆入型腔的液態(tài)金屬會(huì )降低流動(dòng)性，使鑄件容易產(chǎn)生冷隔、澆不足、裂紋、氣孔和輪廓不清晰等缺陷；型腔表面受到液態(tài)金屬的強烈加熱，型壁內外溫差大，金屬型容易開(kāi)裂損壞；冷的金屬型上往往凝結有水汽，澆入液態(tài)金屬時(shí)會(huì )引起噴濺或爆炸；有些會(huì )破壞順序凝固的條件，這時(shí)單靠涂料調整是不行的。

2）金屬型溫度過(guò)高時(shí)，強度和剛度低，容易產(chǎn)生扭曲變形，導致過(guò)早損壞；金屬型溫度過(guò)高時(shí)，延長(cháng)了鑄件冷卻時(shí)間，不僅降低生產(chǎn)率，而且鑄件結晶組織變粗，對于有色合金，還容易產(chǎn)生針孔和縮松缺陷；。同時(shí)，也容易和澆注合金發(fā)生熔焊現象。

金屬型工作溫度取決于澆注合金的種類(lèi)、牌號、鑄件的結構形狀、尺寸大小和壁厚，同時(shí)也和合金的澆注溫度有關(guān)。具體的金屬型工作溫度可參照相關(guān)鑄造手冊。

3、選擇合適的澆注溫度

采用金屬型鑄造時(shí)，合金的種類(lèi)和牌號不同，澆注溫度也不同。合金的澆注溫度受下列因素影響：

1）鑄件結構：形狀復雜、壁薄的大鑄件，澆注溫度應高些；形狀簡(jiǎn)單的厚壁鑄件或有較大砂芯的鑄件，澆注溫度應低些。

2）鑄型溫度：金屬型工作溫度愈低，則澆注溫度應愈高。為了完好地充填鑄件的薄斷面，提高合金澆注溫度比提高鑄型溫度有   好的效果。

3）澆注速度：澆注時(shí)，液態(tài)金屬在鑄型內流動(dòng)過(guò)程中熱量損失少，流動(dòng)性的降低也就少，因而澆注溫度可低些。若由于鑄件結構的要求，需緩慢澆注時(shí)，則應將澆注溫度提高。

4）澆注系統：采用頂注式澆注系統時(shí)，應該用較低的澆注溫度；采用底注式澆注系統時(shí)，應該用較高的澆注溫度，以便合金在溫度相當高時(shí)到達頂部和冒口中。

4、平衡澆注過(guò)程中金屬型的熱平穩性

金屬型鑄造時(shí)，生產(chǎn)量一般都很大，為此，要求金屬型的工藝規范要保持穩定。由于合金的澆注溫度可以由保溫爐控制，因此，金屬型的工作溫度就成了影響工藝規范穩定性的主要因素。

在一個(gè)澆注周期中，要想讓金屬型溫度始終保持不變是不可能的，但要求在每次澆注時(shí)，金屬型溫度能穩定在所選擇的溫度范圍內。在生產(chǎn)過(guò)程中，從升溫到降溫保持金屬型的熱平衡規律不變，才能鑄造出來(lái)的鑄件內、外部質(zhì)量穩定。