摘要：焊条电弧焊技术是机械维修中的一个十分重要的组成部分,其凭借着自身独特的焊接效果,如今已经在机械维修中有着广泛的运用。事实上,就目前的机械维修而言,其经常会出现零部件磨损、发生裂缝等现象,这对机械的正常运行和维护带来了极大的困扰,而焊条电弧焊技术可以有效地解决这一问题,为了给读者更好地呈现出焊条电弧焊在机械维修中运用的面貌,本文将紧紧围绕着焊条电弧焊在机械维修中的运用这一中心主题,从焊条电弧焊的焊接原理出发,通过对其焊接特点以及不同焊接部位的焊接运用进行介绍和分析。
关键词：焊条电弧焊；机械维修；运用
一、焊条电弧焊的原理及特点
（1）原理焊条电弧焊是以焊接电弧为热源，以焊条为填充材料，用手工操作实现对2个零件或零件上断裂部位进行熔焊的方法。
（2）特点焊条电弧焊是一种传统的焊接方法，也是一种应用范围最广的维修焊接技术。随着焊接材料的不断发展及工艺方法的改进，这一技术应用范围更加广泛。焊条电弧焊具有设备简单、工艺灵活、适应性强、维修方便等特点。
二、常用钢制零件的焊接
2.1 中、低碳钢及低合金钢焊接性能及焊补工艺要点
（1）当WCE=0.4%~0.6%或者板厚比较大时，需要适当的预热，温度应控制在150~300℃。
（2）当WCE＜0.4%时，焊接性能优良，除了厚、大焊件外，一般不需预热和焊后热处理。
2.2 焊条的选择
（1）中、低碳钢焊接焊条牌号的选择
（2）焊条直径的选择焊薄形零件，应选细焊条，焊厚板零件应选粗焊条。在有V形和U形坡口的厚板进行分层施焊时，焊接第1层用细焊条打底，以免焊条压不下去，坡口根部不易焊透，造成焊接缺陷。另外，焊条焊前有必要烘干。在进行立焊时，焊条直径比平常要小，如焊200t水压机立柱，选用的是较细焊条。因焊条直径越大，焊接熔池体积也越大，立焊时熔池铁水下淌的倾向也越大。
（3）焊接电流的选择工件厚、大时，电流值可取大。薄而小的工件电流值要相应较小。立焊时电流值应比平焊小5％~15％，仰焊时电流值应更小。
2.3 应用
（1）普通车床主轴的修复
①磨损部位说明车床主轴前端与法兰盘接合面准92K6外圆面，有较深拉沟，局部有深坑、拉沟痕迹均布外圆面，深坑最深处达4.5mm。②采取修复工艺措施手工电弧堆焊。③工艺要点清洗主轴前端磨损处油污、铁屑等脏物，预热150~200℃(局部)；使用焊条E5516-G；交错焊补局部深坑。环焊整个准92k6外圆面，留加工余量3～5mm。如图1所示；焊后加热200℃左右(局部)，缓冷；焊后主轴装入床头箱后采用“自车”，加工成准92K6外圆面。
（2）模锻锤中模座裂纹修复
①模座裂纹说明如图1所示，模座由于在使用过程中，产生疲劳破坏，模座有穿透性裂纹。裂纹深250mm、长约500mm。②修复工艺措施手工电弧堆焊。③工艺要点清洗、清除模座油污、铁锈、脏物。在铣床上加工成U形坡口，深度50～60mm；预热250~300℃；选用E5515-G或E5516-G焊条。采用分层交错、分移堆焊，逐步将坡口堆满，焊后加热200~300℃，保温后，缓冷；焊后采用刨削或铣削加工焊层，恢复原尺寸。
（3）热锻模磨损修复
①磨损部位说明锻模长期使用后，产生磨损，尺寸超差。②修复工艺措施手工电弧堆焊。③工艺要点清洗、清除锻模油污、铁锈、脏物。刨削加工外表面，去掉氧化皮；焊前预热至450℃，保证焊接过程中不低于300℃；选用E5515-G或E5516-G焊条。焊前焊条要烘干，采用直流反接；焊接时，焊接接头错开，每焊充一道焊缝，要仔细清渣、检查。分层堆焊后，堆焊厚度应留3～5mm加工余量；焊后工件置入炉内退火（800~900℃）。保温后，缓冷。然后再采用刨削加工焊层，恢复原尺寸。
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（4）200t水压机立柱修复
①缺陷部位说明水压机使用时间10a以上，在检修中，发现立柱被高压水冲击、发生点蚀，形状呈蜂窝状沟、坑，其中两处面积较大，分别为100mm×100mm和100mm×200mm，深度2mm。②修复工艺措施手工电弧堆焊。③工艺要点钳工、清除蜂窝处油污、锈痕及脏物；立柱上缠绕线圈进行预热，预热温度200~300℃；选用E5515-G或E5516-G焊条。采用立焊法焊接；焊接时，先将大沟、坑补齐，采用分层堆焊，直至堆焊齐平；焊后由钳工对堆焊部位用手砂轮修平，恢复原尺寸。
三、铸铁的焊接与焊补
3.1 铸铁焊接、堆焊特点
（1）铸铁含碳量高、强度高、塑性差，对冷却速度十分敏感，焊后易形成白口组织的焊层；且容易产生裂纹和焊后机械加工困难。
（2）铸铁在加热并熔化时，没有经过半流体状态，因此铸铁件焊补只适宜平焊位置。由于铸铁在冷却、凝固时由液态立即转变为固态。使熔入焊接熔池中的气体来不及逸出，易造成焊层中产生气孔。
（3）铸铁焊补时，由于会产生难熔解的氧化硅膜，其熔点比铸铁本身高得多，这样降低了熔池内铁液的流动性。因而不易获得良好的焊层。
3.2 应用
（1）汽车发动机壳体裂纹修复
①裂纹缺陷说明某辆汽车在保养中，发现发动机壳体冻裂，2条裂纹长约300mm，深约5mm。②修复工艺措施采用冷焊法进行焊接和堆焊。③工艺要点清洗缸体，检查裂纹部位，用手砂轮开U形坡口，深度4~4.5mm，坡口底部呈R2~R3的圆角；选用Z308焊条；采用分层堆焊，分段焊接，每段长度10~12mm，并保证工件温度不超过50℃，焊接厚度2～3mm，每道焊缝焊完，用小锤敲击并仔细检查、清渣。等焊缝冷却后再焊下一道直到焊缝高出壳体面为止。
（2）转塔式六角车床，床身导轨凹坑修复
①缺陷部位说明如图5所示，该车床为主产车间所使用，因操作工人不慎，将导轨面砸成面积约为50mm×60mm，深约8mm(平均)，最深处为12mm的凹坑，这给机床大修造成许多困难，处理不好，机床可能报废。②修复方案及措施冷焊法，将凹坑堆焊补齐。③工艺要点清洗床身导轨面，对凹坑缺陷部位的油污、铁屑、脏物彻底清除；用手砂轮修整凹坑部位，使边缘部位呈60°坡口；凹坑底部修平；选用Z308、Z508焊条；采用分层堆焊法，焊接长度约8~12mm，焊道厚度3~4mm，每道焊缝焊完，用小锤敲成麻坑，并仔细检查、清理焊渣。等焊缝冷却后再焊下一道，逐渐堆焊，直到焊缝高出导轨3~5mm留作机械加工。
结语
（1）对低、中碳钢及低合金钢类零件，一般要采取焊前预热，焊后缓冷。因为焊前预热，可减小受热部位与非受热部分温差，从而使焊接应力显著减小。焊后缓冷，可降低冷却速度，减小组织应力；改善焊缝金属与基体金属的组织和性能。对于焊接性能较差和结构复杂的零件，以及在冬季气温较低的条件下施焊时，更应注意焊前预热，焊后缓冷。
（2）铸铁件的焊接、焊补，一般选用冷焊法。冷焊法是在不预热的条件下，采用小电流规范，分段焊接，焊条直径可选细焊条(堆焊面积较大时，也可选用较粗焊条)。锤击焊缝，目的是为了减少铸铁焊补的白口组织和裂纹。对铸铁零件的焊接、焊补在设备大修当中时分广泛。诸如：轴承盖、变速箱体、连杆、输送带轮、托座、拨叉等铸铁类零件的损坏，都是通过焊接、焊补解决的。实践证明，效果很好。
（3）维修焊接技术，在机械修理、设备大修中占有十分重要的地位。它可以节约成本，缩短维修时间，性能也比较可靠。在大型设备及复杂、重要零、部件修复方面，效果尤为突出。因此，焊条电弧焊维修技术是机械维修当中必不可少的维修技术之一。当今世界，新技术、新工艺不断涌现，如何应用现代理论、工艺、技术和方法，综合地利用各种维修技术，来解决实际中遇到的新问题，将是未来研究和努力的方向。
参考文献
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[5]谢观林，李茹.采用焊条电弧焊修复氨压缩机机体裂纹［J］.金属加工，2009（6）：66-67.
论文作者:佟云龙
论文发表刊物:《电力设备》2017年第26期
论文发表时间:2017/12/23
标签：焊条论文; 电弧论文; 裂纹论文; 工艺论文; 铸铁论文; 部位论文; 零件论文; 《电力设备》2017年第26期论文;