影響三維柔性焊接平臺鑄件產生熱烈的因素有哪些
2019年08月26日
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影響三維柔性焊接平臺鑄件形成熱裂的因素是多方面的。因此，當考慮防止熱裂的措施時，不能從單方面的影響因素著手解決，需結合具體情況進行綜合分析，從而采取相應辦法方可。
1、三維柔性焊接平臺鑄件結構
三維(wei)柔性(xing)焊(han)接平臺(tai)鑄件(jian)結構設(she)計(ji)不合理，往往是熱裂產生的原因之一(yi)。所以，在(zai)設(she)計(ji)鑄件(jian)時應注(zhu)意(yi)以下幾點：
a、兩截(jie)而相交(jiao)處不要設(she)計成直(zhi)角拐彎，須設(she)有(you)圓角。圓角的(de)形(xing)狀、大小視(shi)鑄件(jian)的(de)交(jiao)接(jie)情(qing)況確定。
（a）所(suo)示結構由于兩截面(mian)交接成一直角(jiao)拐彎，形成了熱節，造成收縮應力易(yi)于此(ci)處(chu)集中和熱裂的(de)形成。
(b)所示圓弧形結構后，熱裂即被xiaochu。
b、盡量減小并(bing)分散熱節(jie)點，避免(mian)采用十字交(jiao)叉的(de)截面(mian)，在(zai)條件允許(xu)的(de)情(qing)況下，應將交(jiao)叉的(de)截面(mian)錯(cuo)開。
c、在(zai)鋼(gang)件上采用(yong)不等厚度(du)的截面時(shi)(shi)，應使鑄件各部分收縮時(shi)(shi)彼此不發生阻礙。
2、鑄造工藝(yi)設計
a.液體金屬經過內澆(jiao)(jiao)口進入(ru)型腔后，靠近內澆(jiao)(jiao)口的(de)鑄件冷卻較慢，形(xing)成鑄件上的(de)薄弱區，因(yin)而(er)(er)較易產生(sheng)熱(re)裂(lie)。有時(shi)，鑄件收縮可能受到澆(jiao)(jiao)口阻礙而(er)(er)產生(sheng)熱(re)裂(lie)。尤其(qi)是為了使金屬液均勻澆(jiao)(jiao)入(ru)，應用復雜而(er)(er)且相(xiang)連的(de)澆(jiao)(jiao)口時(shi)，危險 大。
b、在壁厚不(bu)均(jun)勻的(de)截面(mian)交(jiao)接處，常(chang)(chang)常(chang)(chang)產生熱(re)裂(lie)，為消(xiao)防這類缺陷，經用戶同(tong)意(yi)(yi)可(ke)以(yi)(yi)在這些部位(wei)設置加強筋(jin)(jin)。防裂(lie)加強筋(jin)(jin)不(bu)僅可(ke)以(yi)(yi)提高三維柔性焊接平臺鑄件熱(re)裂(lie)部位(wei)的(de)強度， 主(zhu)要是能起散熱(re)作用，從而減緩“熱(re)點”集中程度，huanjie熱(re)裂(lie)的(de)產生。加強筋(jin)(jin)設置時，要注意(yi)(yi)不(bu)宜太厚，一般為相應部位(wei)壁厚的(de)1/3左(zuo)右，否則也會導致(zhi)熱(re)裂(lie)的(de)產生。同(tong)時，還應處理好加強筋(jin)(jin)的(de)形(xing)狀。
3、合金成分、熔煉(lian)工藝的調整與(yu)煉(lian)
a、在(zai)(zai)不影響三維柔性焊接(jie)平臺鑄(zhu)件使(shi)用(yong)性能的(de)(de)前提下(xia)，可適當調(diao)整(zheng)合金的(de)(de)化(hua)學成(cheng)分，縮(suo)小凝固(gu)(gu)溫度范圍(wei)，減少凝固(gu)(gu)期間的(de)(de)收(shou)縮(suo)量或選擇(ze)抗裂(lie)(lie)性較好(hao)的(de)(de)接(jie)近共晶成(cheng)份(fen)。例如：在(zai)(zai)鑄(zhu)造牌(pai)(pai)號為ZG45#的(de)(de)扳手體鑄(zhu)件時(shi)，由于這一類(lei)鑄(zhu)件易產生熱裂(lie)(lie)，調(diao)整(zheng)其(qi)化(hua)學成(cheng)分有利于對(dui)熱裂(lie)(lie)的(de)(de)防(fang)止。調(diao)整(zheng)方法為在(zai)(zai)牌(pai)(pai)號規定范圍(wei)內，將碳取下(xia)限值0.42-0.44，硅取上限值0.45，適當提高至0.8-0.9，硫、磷控制在(zai)(zai)0.04以下(xia)。
b、對碳鋼及合金鋼進行(xing)微合金化(hua)和變(bian)質處(chu)理，可以(yi)(yi)明顯提(ti)(ti)高鑄(zhu)鋼件的(de)(de)抗裂強度。加(jia)(jia)(jia)入稀土元(yuan)(yuan)素(su)(su)、或其他元(yuan)(yuan)素(su)(su)即(ji)能(neng)達到此(ci)目的(de)(de)，加(jia)(jia)(jia)入量一(yi)(yi)般均在0.3以(yi)(yi)下。元(yuan)(yuan)素(su)(su)可以(yi)(yi)單(dan) 加(jia)(jia)(jia)入，也可以(yi)(yi)幾種(zhong)元(yuan)(yuan)素(su)(su)同時(shi)加(jia)(jia)(jia)入，常用的(de)(de)元(yuan)(yuan)素(su)(su)有釩、鈰、鈣、鈦、鈮等(deng)。這種(zhong)方法能(neng)使(shi)鑄(zhu)鋼晶粒細(xi)化(hua)與減(jian)少夾(jia)(jia)雜(za)物，從(cong)而(er)改變(bian)了(le)鋼的(de)(de)一(yi)(yi)次(ci)結晶過程，增強了(le)鑄(zhu)鋼件的(de)(de)抗裂性能(neng)和機械性能(neng)。如(ru)在ZG25#碳鋼中加(jia)(jia)(jia)入0.5-0.2的(de)(de)稀釋成0.2的(de)(de)釩可使(shi)晶粒細(xi)化(hua)，xiaochu粗大(da)的(de)(de)魏氏組織；向鉻(ge)、鎳、銅鋼中加(jia)(jia)(jia)入0.05-0.1的(de)(de)鈰可以(yi)(yi)消(xiao)防柱狀(zhuang)晶組織；向ZG2Cr13和ZG1Cr18N19鑄(zhu)鋼中加(jia)(jia)(jia)入0.15鈰能(neng)消(xiao)防晶界夾(jia)(jia)雜(za)，促使(shi)硫(liu)化(hua)物夾(jia)(jia)雜(za)分布均勻(yun)；因而(er)提(ti)(ti)高了(le)鑄(zhu)鋼的(de)(de)抗裂性。
c、改進鑄(zhu)鋼的(de)(de)脫(tuo)(tuo)氧(yang)工藝，能提(ti)高鑄(zhu)鋼的(de)(de)抗裂(lie)性能。鑄(zhu)鋼件晶界的(de)(de)氧(yang)化夾(jia)雜物(wu)是熱裂(lie)形成的(de)(de)主要(yao)(yao)原(yuan)因(yin)之一。提(ti)高脫(tuo)(tuo)氧(yang)效(xiao)果(guo)，減少氧(yang)化夾(jia)雜物(wu)并(bing)改變其分布(bu)狀態可以(yi)減少鑄(zhu)鋼熱裂(lie)傾(qing)向。實驗證(zheng)明，采(cai)用綜合脫(tuo)(tuo)氧(yang)比(bi)單 進行脫(tuo)(tuo)氧(yang)的(de)(de)效(xiao)果(guo)地好得多(duo)。這是因(yin)為脫(tuo)(tuo)氧(yang)產物(wu)的(de)(de)尺寸要(yao)(yao)比(bi)單 脫(tuo)(tuo)氧(yang)時(shi)大(da)得多(duo)，因(yin)而(er)有利(li)于鋼液將脫(tuo)(tuo)氧(yang)產物(wu)排除。
綜(zong)合(he)脫(tuo)(tuo)氧(yang)方(fang)法：碳鋼(gang)和低合(he)金鋼(gang)先(xian)加錳(meng)與(yu)硅預脫(tuo)(tuo)氧(yang)，以鋁終脫(tuo)(tuo)氧(yang)。不銹鋼(gang)鋼(gang)用硅鈣(gai)(gai)粒子與(yu)石灰(hui)進(jin)行擴散脫(tuo)(tuo)氧(yang)，然后(hou)再用塊狀(zhuang)硅鈣(gai)(gai)作(zuo)沉淀終脫(tuo)(tuo)氧(yang)，理想的辦(ban)法是(shi)采用多元(yuan)復合(he)脫(tuo)(tuo)氧(yang)劑。
d、控制(zhi)鑄鋼(gang)的結晶(jing)(jing)(jing)過程(cheng)，使初晶(jing)(jing)(jing)組織細(xi)化，減少(shao)熱(re)裂(lie)傾向(xiang)。采用(yong)(yong)懸浮澆注法，即在鋼(gang)水澆注的同時通(tong)過澆口(kou)或其他通(tong)道(dao)加(jia)(jia)入細(xi)顆(ke)粒(li)金屬粉末使初晶(jing)(jing)(jing)組織細(xi)化。例如ZG35#碳(tan)鋼(gang)澆注時加(jia)(jia)入2的錳鐵粉:澆注鉻(ge)鉬(mu)(mu)合金鋼(gang)時加(jia)(jia)入粒(li)度(du)0.1毫(hao)米的鉬(mu)(mu)粉，均有細(xi)化晶(jing)(jing)(jing)粒(li)，提高機械性(xing)能減少(shao)鑄件產生熱(re)裂(lie)缺(que)陷的作用(yong)(yong)。
5、三維柔(rou)性焊接(jie)平(ping)臺澆注條(tiao)件方面
澆注方面(mian)防止(zhi)熱(re)裂的(de)主要措施(shi)是采用高溫(wen)出爐(lu)、低(di)溫(wen)澆注，澆注速(su)度先快后慢的(de)原則。但考慮到降低(di)澆注溫(wen)度，對于(yu)薄壁件易(yi)產生(sheng)冷(leng)隔、澆不足(zu)等缺陷，所以(yi)(yi)根(gen)據鑄件結構 點(dian)，應分別按以(yi)(yi)下方法生(sheng)產為好。
a、在澆(jiao)注(zhu)薄壁與桿狀(zhuang)(扳(ban)手、連(lian)接(jie)桿、鉗子)鑄件時(shi)，鋼水的澆(jiao)注(zhu)溫度控制(zhi)在1540℃左右，型殼的溫度大(da)于650℃，即要求紅殼澆(jiao)注(zhu)。
b、對于(yu)壁厚大于(yu)20毫米的(de)鑄件(jian)，鋼水的(de)澆(jiao)(jiao)注溫度選擇在(zai)(zai)1530℃左右，型殼的(de)溫度在(zai)(zai)400℃以下，甚至可冷殼澆(jiao)(jiao)注。這樣有利于(yu)鑄件(jian)在(zai)(zai)熱裂(lie)危險期的(de)結(jie)殼強(qiang)度提高。
c、當遇到壁厚(hou)不均勻的(de)鑄件(jian)，鋼水的(de)澆(jiao)注(zhu)(zhu)溫度(du)取(qu)(qu)1540℃ .型殼的(de)溫度(du)在400-500℃左右，但嚴格(ge)執行先(xian)快后(hou)慢的(de)澆(jiao)注(zhu)(zhu)方法。鑄件(jian)澆(jiao)注(zhu)(zhu)后(hou)待鋼液(ye)凝(ning)固(gu)后(hou)，應將壁厚(hou)部(bu)分(fen)的(de)型殼先(xian)qingchu，讓(rang)這部(bu)分(fen)先(xian)冷卻，以達到鑄件(jian)收縮均勻之(zhi)目的(de)。以上是(shi)針對容易產(chan)生熱裂(lie)的(de)碳鋼鑄件(jian)采(cai)取(qu)(qu)的(de)措施，不銹鋼鑄件(jian)可參照進行，但澆(jiao)注(zhu)(zhu)溫度(du)需適當提高30-60℃左右。
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