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
三維柔性焊接(jie)平臺鑄(zhu)件結構設計不合(he)理，往往是(shi)熱裂產(chan)生的原因之一。所以，在設計鑄(zhu)件時應注意(yi)以下幾(ji)點：
a、兩截而相交(jiao)處不(bu)要設計成直(zhi)角拐(guai)彎，須設有圓角。圓角的形(xing)狀、大小視(shi)鑄件的交(jiao)接情況(kuang)確定。
（a）所示結構由于兩截面交(jiao)接成(cheng)(cheng)一(yi)直角拐彎，形成(cheng)(cheng)了熱節(jie)，造成(cheng)(cheng)收縮應力易于此處(chu)集(ji)中(zhong)和熱裂的形成(cheng)(cheng)。
(b)所示圓弧形結(jie)構后，熱(re)裂即被xiaochu。
b、盡量減(jian)小并分散熱節點，避(bi)免采用十字交叉(cha)的(de)截面，在(zai)條件允許(xu)的(de)情況下，應將(jiang)交叉(cha)的(de)截面錯開。
c、在鋼件(jian)上采用不等厚度(du)的截面時，應使鑄件(jian)各(ge)部分收縮時彼此不發(fa)生阻(zu)礙。
2、鑄(zhu)造工藝設計
a.液體金屬經過內澆(jiao)(jiao)口進入型腔后，靠近內澆(jiao)(jiao)口的(de)鑄件(jian)冷卻較(jiao)慢(man)，形(xing)成鑄件(jian)上的(de)薄弱區，因而較(jiao)易(yi)產(chan)生熱裂。有時，鑄件(jian)收縮(suo)可能受到澆(jiao)(jiao)口阻(zu)礙而產(chan)生熱裂。尤其(qi)是(shi)為(wei)了使金屬液均勻澆(jiao)(jiao)入，應用(yong)復雜而且(qie)相連的(de)澆(jiao)(jiao)口時，危險 大。
b、在壁(bi)厚不(bu)均勻的(de)截面交接處，常(chang)常(chang)產(chan)(chan)生(sheng)熱裂(lie)(lie)，為消防(fang)這(zhe)類缺陷，經用戶(hu)同意(yi)可(ke)以在這(zhe)些部(bu)位(wei)設(she)置(zhi)(zhi)加(jia)強(qiang)筋(jin)(jin)。防(fang)裂(lie)(lie)加(jia)強(qiang)筋(jin)(jin)不(bu)僅可(ke)以提高三維柔性焊接平臺鑄件(jian)熱裂(lie)(lie)部(bu)位(wei)的(de)強(qiang)度， 主要(yao)是能起散熱作用，從而減(jian)緩“熱點”集(ji)中程度，huanjie熱裂(lie)(lie)的(de)產(chan)(chan)生(sheng)。加(jia)強(qiang)筋(jin)(jin)設(she)置(zhi)(zhi)時(shi)，要(yao)注意(yi)不(bu)宜太厚，一(yi)般為相應(ying)部(bu)位(wei)壁(bi)厚的(de)1/3左右，否(fou)則也會導致熱裂(lie)(lie)的(de)產(chan)(chan)生(sheng)。同時(shi)，還應(ying)處理好加(jia)強(qiang)筋(jin)(jin)的(de)形狀。
3、合金成分(fen)、熔煉(lian)工藝的調(diao)整與煉(lian)
a、在(zai)(zai)不影響三維柔性焊接(jie)平臺(tai)鑄(zhu)件使用性能的(de)(de)前提下，可(ke)適(shi)當(dang)調(diao)整合金(jin)的(de)(de)化學成分(fen)，縮小凝固(gu)溫度范圍，減少凝固(gu)期間(jian)的(de)(de)收縮量或選擇抗裂性較(jiao)好(hao)的(de)(de)接(jie)近(jin)共晶成份(fen)。例如(ru)：在(zai)(zai)鑄(zhu)造牌號為ZG45#的(de)(de)扳手體(ti)鑄(zhu)件時，由于(yu)這(zhe)一類(lei)鑄(zhu)件易(yi)產生熱裂，調(diao)整其化學成分(fen)有利(li)于(yu)對熱裂的(de)(de)防止。調(diao)整方法為在(zai)(zai)牌號規定范圍內(nei)，將(jiang)碳(tan)取(qu)下限(xian)值(zhi)0.42-0.44，硅取(qu)上限(xian)值(zhi)0.45，適(shi)當(dang)提高至0.8-0.9，硫、磷控(kong)制在(zai)(zai)0.04以(yi)下。
b、對碳鋼(gang)及合金鋼(gang)進行微合金化(hua)(hua)和(he)變質處理(li)，可以(yi)明顯提高鑄(zhu)鋼(gang)件的(de)(de)(de)抗裂(lie)強(qiang)度。加(jia)入稀(xi)土元素、或其他元素即能達到此目(mu)的(de)(de)(de)，加(jia)入量(liang)一(yi)般均(jun)在(zai)0.3以(yi)下。元素可以(yi)單 加(jia)入，也(ye)可以(yi)幾(ji)種(zhong)元素同(tong)時加(jia)入，常(chang)用(yong)的(de)(de)(de)元素有釩(fan)、鈰(shi)、鈣、鈦、鈮等。這(zhe)種(zhong)方法能使(shi)(shi)鑄(zhu)鋼(gang)晶(jing)(jing)(jing)粒細化(hua)(hua)與(yu)減少夾(jia)雜物(wu)，從(cong)而改變了鋼(gang)的(de)(de)(de)一(yi)次結晶(jing)(jing)(jing)過程(cheng)，增強(qiang)了鑄(zhu)鋼(gang)件的(de)(de)(de)抗裂(lie)性(xing)能和(he)機械(xie)性(xing)能。如(ru)在(zai)ZG25#碳鋼(gang)中(zhong)加(jia)入0.5-0.2的(de)(de)(de)稀(xi)釋成0.2的(de)(de)(de)釩(fan)可使(shi)(shi)晶(jing)(jing)(jing)粒細化(hua)(hua)，xiaochu粗大的(de)(de)(de)魏氏組織；向(xiang)鉻、鎳、銅鋼(gang)中(zhong)加(jia)入0.05-0.1的(de)(de)(de)鈰(shi)可以(yi)消(xiao)防柱狀晶(jing)(jing)(jing)組織；向(xiang)ZG2Cr13和(he)ZG1Cr18N19鑄(zhu)鋼(gang)中(zhong)加(jia)入0.15鈰(shi)能消(xiao)防晶(jing)(jing)(jing)界夾(jia)雜，促使(shi)(shi)硫化(hua)(hua)物(wu)夾(jia)雜分(fen)布均(jun)勻；因而提高了鑄(zhu)鋼(gang)的(de)(de)(de)抗裂(lie)性(xing)。
c、改進鑄(zhu)鋼(gang)(gang)的(de)脫(tuo)(tuo)(tuo)氧工藝，能提高鑄(zhu)鋼(gang)(gang)的(de)抗裂(lie)性能。鑄(zhu)鋼(gang)(gang)件晶界的(de)氧化夾(jia)雜物(wu)是熱裂(lie)形(xing)成的(de)主要(yao)原因之一。提高脫(tuo)(tuo)(tuo)氧效果，減(jian)(jian)少(shao)氧化夾(jia)雜物(wu)并改變其(qi)分布狀態可以減(jian)(jian)少(shao)鑄(zhu)鋼(gang)(gang)熱裂(lie)傾向。實驗證明，采用綜合脫(tuo)(tuo)(tuo)氧比單(dan) 進行脫(tuo)(tuo)(tuo)氧的(de)效果地(di)好得多(duo)。這是因為(wei)脫(tuo)(tuo)(tuo)氧產物(wu)的(de)尺寸要(yao)比單(dan) 脫(tuo)(tuo)(tuo)氧時大得多(duo)，因而有(you)利于鋼(gang)(gang)液將脫(tuo)(tuo)(tuo)氧產物(wu)排除(chu)。
綜合脫(tuo)(tuo)氧(yang)方法：碳鋼(gang)和低(di)合金鋼(gang)先加(jia)錳與硅(gui)預(yu)脫(tuo)(tuo)氧(yang)，以鋁(lv)終脫(tuo)(tuo)氧(yang)。不銹鋼(gang)鋼(gang)用(yong)硅(gui)鈣粒子(zi)與石灰進(jin)行擴散(san)脫(tuo)(tuo)氧(yang)，然(ran)后再用(yong)塊狀硅(gui)鈣作沉淀(dian)終脫(tuo)(tuo)氧(yang)，理想的(de)辦法是采用(yong)多元復合脫(tuo)(tuo)氧(yang)劑(ji)。
d、控制(zhi)鑄鋼(gang)的(de)結晶過程(cheng)，使初晶組織細化，減(jian)少熱(re)裂(lie)傾(qing)向。采用懸浮澆(jiao)(jiao)(jiao)注法，即在鋼(gang)水(shui)澆(jiao)(jiao)(jiao)注的(de)同時通(tong)(tong)過澆(jiao)(jiao)(jiao)口或(huo)其他(ta)通(tong)(tong)道(dao)加入細顆(ke)粒(li)金屬粉末使初晶組織細化。例(li)如ZG35#碳鋼(gang)澆(jiao)(jiao)(jiao)注時加入2的(de)錳鐵粉:澆(jiao)(jiao)(jiao)注鉻鉬合金鋼(gang)時加入粒(li)度0.1毫米的(de)鉬粉，均有細化晶粒(li)，提高機械(xie)性能減(jian)少鑄件產(chan)生(sheng)熱(re)裂(lie)缺陷的(de)作用。
5、三維(wei)柔性焊(han)接平臺澆注(zhu)條(tiao)件方面
澆注方面防止(zhi)熱裂的(de)主要措(cuo)施是(shi)采(cai)用高(gao)溫(wen)出(chu)爐、低溫(wen)澆注，澆注速(su)度先快后慢的(de)原則。但考慮到降低澆注溫(wen)度，對于薄壁件易產生(sheng)冷隔(ge)、澆不足(zu)等缺陷(xian)，所(suo)以(yi)根據鑄(zhu)件結(jie)構 點，應分別按以(yi)下(xia)方法生(sheng)產為好。
a、在(zai)澆(jiao)注(zhu)薄壁與桿狀(zhuang)(扳手、連(lian)接桿、鉗子)鑄件時，鋼水的澆(jiao)注(zhu)溫度控制在(zai)1540℃左右，型殼的溫度大于650℃，即要求紅殼澆(jiao)注(zhu)。
b、對于壁(bi)厚大于20毫米的鑄件，鋼水的澆注溫度(du)選擇在(zai)1530℃左右(you)，型(xing)殼(ke)的溫度(du)在(zai)400℃以下(xia)，甚至可冷殼(ke)澆注。這樣有利于鑄件在(zai)熱裂危險期(qi)的結(jie)殼(ke)強度(du)提高(gao)。
c、當遇到壁(bi)厚不均勻(yun)的(de)(de)鑄(zhu)(zhu)件，鋼(gang)(gang)(gang)水的(de)(de)澆注溫度取(qu)1540℃ .型(xing)殼的(de)(de)溫度在400-500℃左右(you)，但嚴格(ge)執行先(xian)快后慢(man)的(de)(de)澆注方法。鑄(zhu)(zhu)件澆注后待(dai)鋼(gang)(gang)(gang)液凝(ning)固后，應將壁(bi)厚部分的(de)(de)型(xing)殼先(xian)qingchu，讓(rang)這(zhe)部分先(xian)冷(leng)卻(que)，以達(da)到鑄(zhu)(zhu)件收縮均勻(yun)之目的(de)(de)。以上(shang)是(shi)針(zhen)對容易(yi)產生(sheng)熱裂(lie)的(de)(de)碳鋼(gang)(gang)(gang)鑄(zhu)(zhu)件采取(qu)的(de)(de)措施(shi)，不銹鋼(gang)(gang)(gang)鑄(zhu)(zhu)件可參(can)照(zhao)進行，但澆注溫度需適當提高(gao)30-60℃左右(you)。
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