[发明专利]一种用于高强度球墨铸铁铸件铸造缺陷冷焊焊补的焊接材料与焊接工艺

说明书

本发明公开了一种用于高强度球墨铸铁铸件铸造缺陷冷焊焊补的焊接材料及其焊接工艺，焊接材料成分为：Ni 0.100‑1.203％，Cr12.214‑14.338％，Si 0.651‑0.864％，Al 0.875‑1.323％，C0.02％，Fe为余量。采用合理的冷焊修复工艺，对高强度球墨铸铁铸造缺陷(皮下气孔、砂眼)进行修复。该焊补工艺保证焊缝硬度大于母材硬度，且硬度适当，有利于降低高强度球墨铸铁件后续淬火处理时的淬裂倾向。同时，该冷焊焊补工艺有效减少焊缝热裂纹、气孔数量，使得焊缝耐磨性与母材相当，白口层宽度限制在10μm以内，达到了高强度球墨铸铁件焊接修复要求。对于表面的多处铸造缺陷，可在钻孔后连续进行焊补，无需焊前预热，有效提高针对球墨铸铁件铸造缺陷冷焊焊补的生产效率。

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，尤其涉及一种用于高强度球墨铸铁铸件铸造缺陷冷焊焊补的焊接材料与焊接工艺。

背景技术

高强度球墨铸铁材料(如GGG70L、QT600-2等)常用于制作汽车覆盖件冲压模具、曲轴等零件，在铸造过程中难免会产生如图1所示的皮下气孔、砂眼等铸造缺陷。对于可以修复的铸件，需要对铸造缺陷先进行修复后才能进行后续的表面处理等工序。然而企业常用的传统的球墨铸铁件修复方法如电弧焊、氩弧焊，热输入较大，操作精度低，容易在焊缝处产生咬边、气孔、裂纹、白口组织等缺陷。目前一些热输入较小，修复精度高的焊接方法，如激光焊、电子束焊，由于成本较高，不便于在企业中推广应用；精密脉冲冷焊由于成本较低，热输入小，对母材损伤小，可基本满足焊接修复工作，日益受到国内企业的重视。

公开号为CN109628923A的专利说明书中公开了一种专门用于球墨铸铁件激光熔覆再制造的铁基合金粉末，其发明人李永健对目前球墨铸铁焊接修复方法进行研究，发现目前球墨铸铁件电弧焊接修复方法主要采用铁基、镍基、铜基焊接材料，其中，Fe基焊材相比于其他两种焊材，具有显微硬度较高、成本低、色差小、物性与铸铁基体较为匹配等优点。但目前的铁基焊材对焊接工艺要求较高，容易出现白口等脆性相，一般需要预热，焊接工况较差。因此，需要开发一种新型的铁基焊接材料以及与之配套的焊接工艺，以提高球墨铸铁焊接修复质量，降低修复成本。

发明内容

本发明的目的在于克服传统技术中存在的上述问题，提供一种用于高强度球墨铸铁铸件铸造缺陷冷焊焊补的焊接材料及其焊接工艺。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：

一种用于高强度球墨铸铁铸件铸造缺陷冷焊焊补的焊接材料，由如下质量百分比的组分组成：Ni：0.100-1.203％、Cr：12.214-14.338％、 Si：0.651-0.864％、Al：0.875-1.323％，C0.02％，Fe为余量。

进一步地，如上所述用于高强度球墨铸铁铸件铸造缺陷冷焊焊补的焊接材料，由如下质量百分比的组分组成：Ni：0.604％、Cr： 13.286％、Si：0.728％、Al：1.000％，C0.02％，Fe为余量。

进一步地，如上所述用于高强度球墨铸铁铸件铸造缺陷冷焊焊补的焊接材料，由如下质量百分比的组分组成：Ni：1.003％、Cr： 12.890％、Si：0.705％、Al：1.212％，C0.02％，Fe为余量。

一种用于高强度球墨铸铁铸件铸造缺陷冷焊焊补的焊接工艺，包括如下步骤：

1)制备焊接材料；

2)修复前表面清理，采用钻床在铸造缺陷中心部位钻出深度为 2-4mm，直径φ4-5mm的孔；对孔底采用打磨头进行打磨，要求打磨面平整过渡，清理干净表面杂质；

3)使用超激光冷焊机对钻孔处进行多层堆焊，焊接电流为50-65A，脉冲时间为60-75ms，气体流量为5-7L/min；

4)对焊缝表面进行打磨加工，直至与母材表面齐平；