T∕CFA 0106023-2021 灰铸铁件焊补规范.pdf
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1、 I 团体标准 T/CFA 0106023 - 2021 灰铸铁件焊补规范 Specifications for welding and repairing of gray iron castings (公告稿) 20210325 发布 20210625 实施 中国铸造协会中国铸造协会 发布 ICS 23.040.80 J 31 ICS 25.020 CCS J 31 T/CFA 0106023 - 2021 I 目 次 前言 . III 引言 . IV 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 4 总体要求 . 2 5 焊补材料 . 2 5.1 焊补材料化学成分要
2、求 . 2 5.2 焊补材料的质量要求 . 2 5.3 焊补材料的检验要求 . 3 5.4 焊补材料的储存. 3 6 焊补流程 . 3 7 焊补要求 . 3 7.1 可焊补性判定 . 3 7.2 焊补前预处理 . 3 7.3 焊补操作 . 5 7.4 PT 检验 . 6 7.5 焊后热处理 . 6 8 焊补后检验和评定. 6 8.1 通用要求 . 6 8.2 硬度检验 . 6 8.3 色差检验 . 7 附录 A(资料性) 焊补前判定 . 9 附录 B(资料性) 焊补试验 . 10 参考文献 . 10 表 1 推荐使用焊条、焊丝的型号和化学成分 . 2 表 2 经验系数 K . 4 表 3 焊补
3、顺序 . 5 表 4 焊后去应力热处理工艺参数 . 6 表 5 焊缝区域硬度要求. 7 T/CFA 0106023 - 2021 II 表 6 色差评定对比 . 8 表 A.1 不同类别灰铸铁件焊补前判定规范 . 9 表 B.1 力学性能 . 12 表 B.2 焊补试验的实际测试值 . 12 表 B.3 试块焊补位置硬度测试(不产生裂纹的焊补温度) . 13 表 B.4 试块焊补位置下方硬度测试(不产生裂纹的焊补温度) . 13 图 1 焊补流程图 . 3 图 2 不同火焰类型示意图 . 5 图 3 焊补过程的参数控制 . 6 图 4 穿透型缺陷的焊缝测点位置示例 . 7 图 5 色差检验加工
4、预处理方法示意图 . 7 图 B.1 灰铁测试试块 . 11 T/CFA 0106023 - 2021 III 前 言 本文件按照 GB/T 1.12020标准化工作导则 第 1 部分:标准化文件的结构和起草规则的规定起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中国铸造协会智能铸造工作委员会提出。 本文件由中国铸造协会归口。 本文件起草单位:共享装备股份有限公司、宜宾普什联动科技有限公司、西安理工大学。 本文件主要起草人:纳建虹、张龙江、苏少静、薛蕊莉、高超、任良敏、徐锦峰、周海帆、杨爱宁。 本文件自 2021年03月25日首次发布。 T/CFA
5、 0106023 - 2021 IV 引 言 灰铸铁是应用最广泛的一种铸件,在各类铸件的总产量中,灰铸铁占比最高。2019 年我国铸件总产量约 4875 万吨,铸铁件产量为 3495 万吨,占全年铸件总产量 4875 万吨的 71.7 %,其中灰铸铁 2040 万吨, 占铸铁件的 58.4 %。 灰铸铁件中可修复缺陷铸件约占 5 %10 %, 即每年有 100200万吨灰铸铁件需要进行焊补修复,因此既可以挽救大量的灰铸铁件,又可以节约企业的生产成本,具有明显的经济效益和社会效益。 由于国内目前缺少有关灰铸铁的焊补技术规范,没有遵循的工艺依据,也没有评判的标准,实际的焊补质量参差不齐,导致很多顾
6、客抱怨,不接受焊补的铸件。因此有必要制定本文件,以规范灰铸铁件的焊补工艺和结果评价,从而提升灰铸铁件焊补的整体质量水平,满足顾客的质量要求。 T/CFA 0106023 - 2021 1 灰铸铁件焊补规范 1 范围 本文件规定了灰铸铁件焊补的术语和定义、总体要求、焊补材料、焊补流程、焊补要求、焊补后检验和评定的要求。 本文件适用于采用电弧焊和氧乙炔焊的灰铸铁件焊补。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T 3375 焊补
7、术语 GB/T 5611 铸造术语 GB 9448 焊补与切割安全 GB/T 100442006 铸铁焊条及焊丝 GB/T 18851.1 无损检测 渗透检测 第 1 部分:总则 GB/T 26953 焊缝无损检测 焊缝渗透检测 3 术语和定义 GB/T 3375、GB/T 5611 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 焊补 welding and repairing 技术条件允许时,用焊接(电弧焊和氧乙炔焊等)修补有缺陷铸件的方法。 来源:GB/T 56112017,8.3.2,有修改 3.2 电弧焊 arc welding 利用电弧作为热源的熔焊方法,简称弧焊。 来源:GB/T
8、 33751994,3.99 3.3 氧乙炔焊 oxy-acetylene welding 利用氧乙炔焰进行焊接的方法。 来源:GB/T 33751994,3.72 3.4 色差 colour difference 焊缝在机械切削加工后,焊缝的颜色与母材的颜色之间的差异。 注:由焊缝与母材的化学成分和金相组织不同产生的。 T/CFA 0106023 - 2021 2 4 总体要求 4.1 经需方许可,在不影响机械加工的条件下,对不影响结构与性能的缺陷,可进行焊补。 4.2 需方宜在订单中对焊补工艺以及焊工资质提出要求。 4.3 焊补部位应通过焊补缺陷记录图记录其位置及范围,记录在质量保证书中。
9、 4.4 焊补时的安全防护应符合 GB 9448 的要求。 5 焊补材料 5.1 焊补材料化学成分要求 焊条、焊丝的化学成分可参考表 1 给出的范围。 表 1 推荐使用焊条、焊丝的型号和化学成分 种类 型号 化学成分(质量分数,%) 适用位置 C Si Mn S P Fe Ni Cu Al Mo 其它 焊条 EZC 2.04.0 2.56.5 0.75 0.10 0.15 余量 1.0 非加工面 EZNi-1 2.0 2.5 1.0 0.03 8.0 90.0 1.0 加工面 EZNiFe-1 2.0 4.0 2.5 0.03 余量 45.060.0 2.5 1.0 1.0 加工面 焊丝 RZ
10、CH 3.2 3.5 2.0 2.5 0.5 0.7 0.1 0.2 0.4 余量 1.2 1.6 0.250.45 1.0 加工面 RZC-1 3.23.5 2.73.0 0.600.75 0.1 0.500.75 余量 加工面 RZC-2 3.24.5 3.03.8 0.300.80 0.1 0.5 余量 加工面 RZC-3 3.64.2 2.02.5 0.150.25 0.060.12 0.20.4 余量 0.05 1.0 加工面 注:焊条和焊丝的化学成分引自 GB/T 100442006(RZC-3 除外) 5.2 焊补材料的质量要求 T/CFA 0106023 - 2021 3 焊条
11、、焊丝质量的检验应符合 GB/T 100442006 中 4.14.3 的规定。 5.3 焊补材料的检验要求 5.3.1 焊条、焊丝应按采购批次进行抽检,抽检的项目包括外观质量(有无锈蚀、裂纹、气泡、杂质、剥落、破头等缺陷以及药皮涂敷是否均匀)和化学成分(见表 1)。 5.3.2 焊剂可不进行检验,但应有证明其合格的相关文件。 5.4 焊补材料的储存 5.4.1 焊补材料的储存温度应在 5 以上,相对湿度不应超过 60 %。 5.4.2 品种、型号、批号、规格及入库时间不同的焊补材料应分类存放,并有明确的区别标识。 6 焊补流程 焊补流程一般应包括可焊性判定、焊补前预处理、焊补操作、PT 检验
12、和焊后热处理,见图 1。 图 1 焊补流程图 7 焊补要求 7.1 可焊补性判定 机床类、内燃机气缸盖与机体类、矿山机械类、内燃机机架类和风机类灰铸铁件焊补的判定依据见附录 A,其他类别的灰铸铁件参考使用。 7.2 焊补前预处理 7.2.1 电弧焊 T/CFA 0106023 - 2021 4 7.2.1.1 焊补前,铸件根据需要可选择是否进行预热。具体预热温度可参照附录 B。 注:使用 GB/T 10044 荐的焊条焊补时,铸件可不进行预热。 7.2.1.2 层间温度的控制应根据铸件壁厚、易变性和开裂程度进行选择,一般应200 。 7.2.1.3 焊补电流按照公式(1)计算: I = d K
13、 (1) 式中: I焊补电流(A); d焊条直径(mm); K经验系数(A/mm),见表 2。 表 2 经验系数 K 焊条直径 d/mm 1.6 22.5 3.2 4.06.0 经验系数 K 2025 2530 3040 4050 7.2.1.4 焊补电压按照公式(2)计算: U = 20 0.04 I (2) 式中: U焊补电压(V); I焊补电流(A)。 7.2.1.5 焊补速度一般为 0.15 cm/s0.25 cm/s。 7.2.1.6 焊补热输入按照公式(3)计算: Q = nI U/v (3) 式中: Q单位长度焊缝的热输入(J/cm); n热效率系数,焊条电弧焊为 0.70.8;
14、 I焊补电流(A); U电弧电压(V); v焊补速度(cm/s)。 7.2.2 氧乙炔焊 7.2.2.1 应对铸件整体或局部进行预热,预热温度为(550 50),时间为 2 min3 min,并使用保温材料进行覆盖。 7.2.2.2 对缺陷底部进行持续的垂直加热, 温度为 1150 1250 , 使缺陷底部处于近熔化状态。焊丝应在熔池中熔化、往复滑动,保持镜面,不出现宏观的翻腾。焊丝熔化产生的焊渣可用焊丝端部沾除排出。 7.2.2.3 加热时使用中性火焰,如图 2 所示。 T/CFA 0106023 - 2021 5 图 2 不同火焰类型示意图 7.3 焊补操作 7.3.1 电弧焊 7.3.1
15、.1 每焊一层,应使用尖锤对焊缝进行重复锤击至布满麻点,然后用钢丝刷将焊剂完全清除。如焊缝处发现裂纹,应使用旋转锉彻底去除后,再继续进行焊补。 7.3.1.2 对一个或多个缺陷进行焊补时,焊缝应彼此重叠而不断开。焊补顺序应按表 3 中的规定执行。 表 3 焊补顺序要求 缺陷 焊补顺序 适用场合 浅表型 缺陷的深度小于壁厚的1/2 深层缺陷 缺陷的深度大于等于壁厚的 1/2 穿透型缺陷 缺陷直接穿透铸件 7.3.2 氧乙炔焊 7.3.2.1 对于较大缺陷,应尽可能使整个熔池的温度和焊丝的熔化速率保持稳定。在进行下一层焊补时,应保证上一层的焊道充分加热熔化,焊补顺序应按表 3 中的规定执行。 7.
16、3.2.2 焊缝尺寸达到要求后,应快速对焊缝区(包含焊肉、熔合区和热影响区)进行整体加热,使整个焊缝区在 1150 1250 范围内保持 5 min10 min。 7.3.2.3 焊后要采取保温缓冷措施,包括回火、去应力和空冷至室温三个阶段。 7.3.2.4 焊补过程的工艺参数控制宜按图 3 执行。 T/CFA 0106023 - 2021 6 图 3 焊补过程的工艺参数控制 7.4 焊后热处理 铸件焊补后应进行去应力热处理,热处理工艺参数宜按表 4 的工艺执行。 表 4 焊后去应力热处理工艺参数 升温速率(/h) 保温温度() 保温时间(h) 降温速率(/h) 出窑温度() 50 54056
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