碳素钢铸件细微缺陷焊补后的处理工艺

　　摘要：在碳素钢铸件铸造和加工过程中，经常碰到一些细微铸造缺陷或者碰伤等问题，特别是在关键的密封面上，必须要进行局部焊补，但是在焊补精加工后还是会残留一些焊补后的印迹，不仅影响整体的美观，还会影响整机密封性，因此焊补后必须进行一些后续处理，以提高零件质量。

　　1. 概述

　　WCB、WCC、LCB、LCC 等碳素钢铸件在浇注后会不可避免地出现缩孔、疏松、冷隔、气孔、砂眼等各种铸造缺陷。一些碳素钢铸件如果出现大的不可修复的缺陷，如缩孔、疏松、冷隔等，则会报废。而对于那些细微的缺陷如气孔、砂眼等，毛坯件中虽看不出来，但会在粗加工后出现，另外在机械加工装夹或转场过程中，也会出现碰伤等缺陷（见图1），这些细小缺陷如在有密封作用等较高要求的关键部件表面，则必须进行焊补处理。一般焊补安排在精加工前进行，但在精加工后往往会出现褶皱型的有色差的斑块（见图2），这不仅影响整体的美观性，还影响产品的密封等性能。同时我们也观察到，同样的焊补对于材质为 CF3、CF8、CF3M、CF8M等不锈钢来说，焊补后精加工则不会出现这种类型的斑块。

　　检测后发现，W C B 、 WCC、LCB、LCC等碳素钢焊补部位的材质硬度一般要高于基体材质硬度的50%以上。

　　针对上述问题，我们分析原因为：在相同条件下，碳素钢的导热系数是不锈钢的3倍左右，焊补部位热熔空间小，对于导热性好的碳素钢而言，则相当于经历了局部正火的处理，提高了局部硬度，精加工（一般为车削）时表面出现细微让刀而褶皱，对光的反射与母体也出现细微偏差而形成视觉斑块。对于导热性差的不锈钢而言，则无此现象。

　　2. 解决方案

　　经过反复试验，总结出通过局部热处理的解决方案，具体如下：

　　（1）在机械加工过程中，如发现产品有细微缺陷，整个面留余量0.3～0.5mm。

　　（2）在有缺陷的区域通过磨头等辅助工具将缺陷清理干净，打磨的深度一定要大于缺陷深度，并大于所留的加工余量，以确保精加工后无此残留，保证处理后彻底消除缺陷。

　　（3）根据缺陷的大小可通过氩弧焊或电弧焊将缺陷进行填充修补。

　　（4）用乙炔焰枪对焊补的局部区域外的3～5个焊枪半径范围进行加热处理，当加热部位显暗红色（600℃左右）时，控制焰枪高度，保持加热部位暗红色数秒（10s左右）。

　　（5）在移开焰枪瞬间，用红外线测温仪测得温度达500℃ （此时温度已有所下降）。

　　（6）首先，直接空冷至室温，达到对焊补部位高温回火的目的，以降低硬度，改善其切削性。然后再进行最后精加工，精加工后已不见斑块（见图3）。

　　3. 结语

　　在进行碳素钢铸件细微缺陷焊补的后续处理时，一定要控制好焰枪的加热范围和温度并短时保温，焊补后的零件只要经过此后续处理，一般看不出也测不出之前的缺陷，因此不影响零件的使用性能。

　　参考文献：

　　[1] 陈志毅. 金属材料与热处理 [M].北京：中国劳动社会保障出版社，2017.

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