ZG42CrMo大型铸钢轨道缺陷焊补工艺

    2013年年初，某机械制造企业承接了一组(4 件)ZG42CrMo大型铸钢轨道制作任务。该轨道长度约7 m〜8m,单件重6 t〜7 t，全机加工，需调质处理，为重要受力构件。粗加工后，发现铸件存在不同程度的铸造缺陷，主要是气孔、缩孔、夹渣及少量裂纹。由于工期与成本等方面的原因，该批轨道无法重新制作（注：重新制作同样存在类似的铸造缺陷），需在保证质量的前提下进行焊补处理

ZG42CrMo焊接性能分析

    ZG42CrMo系中碳调质高强钢，钢的碳当量CE高达0.87%，可焊性较,由于母材金属中含碳量高，在焊接过程中，母材金属的一部分会熔化到焊接金属中去，致使焊层金属含碳量增高。凝固结晶时，结晶温度区间大，偏析倾向大，加之杂质和气孔的影响，容易在焊层金属中引起热裂纹，特别是在收尾处，裂纹更为敏感。

焊接材料的选择

    针对ZG42CrMo铸钢的焊接性能及大型轨道的工况特点，经多方案对比分析，最终选用抗裂性较好的A507(E16-25MoN-15)奥氏体不锈钢焊条，为了控制热输人，采用直径为或(/4.0mm的焊条进行施焊。

预热、层间温控、焊后保温及去应力退火

    为防止ZG42CrMo焊接裂纹，焊前应进行预热，控制好层间温度和焊后热处理是铸造缺陷焊补处理的关键。根据焊接工艺，结合工厂实际，制订铸钢轨道焊接工艺技术参数

    为消除焊接应力，轨道单个缺陷处理好后，应进行保温，等单件铸造缺陷全面焊补处理好后，进箱式退火炉进行去应力退火，轨道焊补后退火工艺

焊接过程应注意的事项

    铸造缺陷可用机加工或碳弧气刨清除至根部，并打磨见金属本色，细小裂纹应打止裂孔。铸造缺陷清理后应进行磁粉检查，确认缺陷清除干净。对缺陷较深处应刨出坡口，便于施焊。焊前清除工件表面的油污、铁锈、水渍和毛刺。焊条使用前经250℃烘干，保温2h，然后放入保温筒内，随用随取。整个焊接过程应连续进行，中途不得中断。控制层间温度在400 ℃± 20℃的范围内。每条焊道的引弧、收弧处要错开，收弧时填满弧坑。为了减小焊接应力，用键头圆角为1.0 mm〜1.5 mm的风铲逐层锤击焊道表面，相邻两焊层间的锤击方向要相反。对每层焊道进行认真检查，对已产生的气孔、裂纹等缺陷须彻底清除后，再重新进行焊接。缺陷处堆焊完毕后，立即用石棉覆盖保温缓冷，然后进行680 ℃±20℃退火处理，消除焊接应力。

    为消除焊接应力，轨道单个缺陷处理好后，应进行保温，等单件铸造缺陷全面焊补处理好后，进箱式退火炉进行去应力退火，轨道焊补后退火工艺

    焊接过程中，每焊完一道后要清渣，并用10倍放大镜进行观察，及时发现缺陷并进行处理。焊后对焊补处打磨并进行超声波检查，确认铸造缺陷已全部处理。

    首件铸钢轨道缺陷焊补处理后， 经调质与精加工，未发现缺陷，产品质量达到图纸与标准要求。采用上述焊补工艺，先后对另外3件铸钢轨道的缺陷进行了修复，均取得了良好的效果。