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[摘 要]通过能铸铁阀门补焊的实践，针对铸铁阀门的焊接困难，阐述了铸铁阀门的焊接方式和焊接工艺。
[关键词]手弧焊；铸铁；补焊
中图分类号：TG455 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）17-0247-01
前 言
在采油二厂生产一线，铸铁阀门使用的十分普通，阀门开关的顺利和阀门控制内漏的好坏直接关系到正常的油井生产，如果出现阀门开关不严或者本体破裂，将影响油井的生产，针对这种情况我们一般都采用现在补焊的方法解决。
1. 阀门损坏的类型
2.
（1） 裂缝
（2） 外形损坏— —阀门的个别部位破碎或缺损
（3） 穿孔
（4） 铸造缺陷（气孔夹渣 砂眼 裂纹 疏松等缺陷）
（5） 腐蚀或其他损坏
2.焊接过程中易产生的缺陷
由于铸铁闸门的阀体都是由灰铸铁铸造而成的，是含碳量大于2%的铁碳合金，具有耐磨 吸震 抗腐蚀 及良好的切削加工性，但灰铸铁的焊接性较差，在焊接过程上易产生下列缺陷：
2.1 白口
产生白口是铸铁焊接中有主要矛盾，铸铁焊接过程实质上使母材金属与焊条金属在焊接条件下再熔炼，互相作用的过程，具有炼钢，铸造等热加工的共同点，但是由于焊接时溶滴的形成长大，过度到熔池与母材熔合在一起相互反应，冷却形成焊缝的整个过程，具有时间短，温差大的特点，铸铁脆性大缺乏塑性，尤其对冷却速度很敏感，当冷却速度较大时，熔池中石墨化元素较少或烧损严重时，焊缝中的碳元素来不及以游离碳石墨的形成析出，而以碳和铁Fe3C渗碳体的形态，存在形成又脆又硬的白口或麻口组织，使其机械加工困难，且白口铁收缩时产生很大应力，当应力走过铸铁的强度极限时，发生脆断裂缝或裂纹。
2.2 裂纹
这是铸铁焊接中的另一主要矛盾，主要取决于焊缝及工件的化学成分（尤其是硫磷等有害元素）焊后冷却速度以及工件的应力状态。
焊接过程中产生的裂缝裂纹，一般分为撕裂，冷裂纹，热裂纹和层状撕裂。
2.3 气孔
铸铁中的碳在高温下烧损，析出大量CO，由于铸铁的熔点较低（1200度左右），焊接熔池中的温度高达（1600-1900摄氏度）铸铁熔化后在高温下受到強烈的过热吸收大量的气体。而铸铁的固相线与液化相线之间的时隔狭窄，时间很短，溶沁的过热和快速冷却凝固，使铁水中的气体没有充分分析出形成气孔，另外焊条药皮加空气中的水分，焊体表面上的该物（铁锈 油污等）在焊接时容易引出氢气孔。
2.4 难熔氧化物
铸铁在焊接过程中，一些元素被烧损形成难溶的氧化物，铸铁中的硅的含量较高，在高温反应下硅与空气中的氧化物形成二氧化硅，二氧化硅薄膜的熔点为1600摄氏度高于铸铁的熔点恶化了熔焊过程和焊缝的形成，产生加渣缺陷，铸铁和焊条药皮及中的其他元素氧化后形成氧化夹渣。
3.焊接性分析
3.1 灰口铸铁的焊接性分析
3.2
灰口铸铁，其含碳量高，硫磷杂质多，强度低基本上无塑性，多以其焊接性较差，贴别是电弧焊时，如果焊条选择不当或者没有采取一些特殊措施，在焊接过程中产生一系列缺陷，常见的缺陷有白口和裂纹。
3.3现场补焊分析
1. 现在补焊后的焊件，不需要机加工，出现白口现象时，只要白口不太严重对补焊效果影响不大。
2. 灰铸铁焊接时极易产生热应力裂纹，为防止热应力裂纹采用塑性较好的焊条如Z308。
3. 在实际生产中，管线内的油水很难放净，为了解决流水流油的现象，在焊接时常采用低碳钢焊条打底焊接，如：E4315.
4. 焊前准备
（1） 由于焊件不容易拆卸，根据工艺要求开小坡口，尽可能减少母材的熔化量经降低焊接应力和焊缝中的C.P.S含量，经防止裂纹产生，所以选择开V型坡口用角向磨光机将损坏处打磨出60度坡口，并且在坡口两侧20mm范围内打磨出金属光泽，再用气焊火焰清理坡口中的油渍等杂质。火焰清理时注意加热至无油烟时即可，如果流水，流油先用低碳钢焊条E4315在坡口内堵漏，在打磨坡口，清理焊道。
（2） 将E4315焊条，直径3.2mm，焊前按规定洪干温度100-250度，恒温1-2小时，然后放入150度保温筒中待用，采用直流电源或交流电源。
（3） 将直径3.2的z308焊条用150度烘干1-2小时放在保温筒中待用。
（4） 焊接前在缺陷处钻止裂孔。
5. 焊接工艺
（1） 采用直流正接
（2） 焊条工艺参数
（3）用氧一乙炔火焰加热焊接处，因为铸铁阀体 结构不规则，壁厚不均匀，在焊接过程中，存在着较大的拘束和焊接拉应力，焊前将坡口处局部缓慢预热，至600度左右，是焊接区温度升高，增加铸铁的塑性，减小焊接区的温度差，从而降低拘束应力。
（4）打底穿的焊接，用E4315打底，焊接时边焊边用氧一乙炔火焰加热，焊后用小锤锤击焊缝有无裂纹，然后用角向磨光机清根，检查焊缝有无裂纹机器其他缺陷，然后再将焊道加热并保持在400度以上。
（5）用Z308焊条盖面，盖面焊采用直线排焊，并注意焊道之间清洁，保持400度以上的层间温度，每焊完一段立即用刨锤敲击，由轻渐重过续均匀的将焊缝锤击一遍，直到焊缝上出现密面的麻点为止，这样可以消降部分焊接应力，每层从坡口两侧焊起后焊中央。
（6）用z308焊条盖面，盖面焊采用直线排焊，并注意焊道之间清洁，保持400度以上的层间温焊接过程中应注意，各焊接起始点应错开，焊接结束或中断时应把狐坑填满，以防止产生热裂纹.
6.结论
闸门补焊修复后经试压无渗漏，证明本次焊补修复是成功的，对今后出现类似的问题找到了解决方法。
[关键词]手弧焊；铸铁；补焊
中图分类号：TG455 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）17-0247-01
前 言
在采油二厂生产一线，铸铁阀门使用的十分普通，阀门开关的顺利和阀门控制内漏的好坏直接关系到正常的油井生产，如果出现阀门开关不严或者本体破裂，将影响油井的生产，针对这种情况我们一般都采用现在补焊的方法解决。
1. 阀门损坏的类型
2.
（1） 裂缝
（2） 外形损坏— —阀门的个别部位破碎或缺损
（3） 穿孔
（4） 铸造缺陷（气孔夹渣 砂眼 裂纹 疏松等缺陷）
（5） 腐蚀或其他损坏
2.焊接过程中易产生的缺陷
由于铸铁闸门的阀体都是由灰铸铁铸造而成的，是含碳量大于2%的铁碳合金，具有耐磨 吸震 抗腐蚀 及良好的切削加工性，但灰铸铁的焊接性较差，在焊接过程上易产生下列缺陷：
2.1 白口
产生白口是铸铁焊接中有主要矛盾，铸铁焊接过程实质上使母材金属与焊条金属在焊接条件下再熔炼，互相作用的过程，具有炼钢，铸造等热加工的共同点，但是由于焊接时溶滴的形成长大，过度到熔池与母材熔合在一起相互反应，冷却形成焊缝的整个过程，具有时间短，温差大的特点，铸铁脆性大缺乏塑性，尤其对冷却速度很敏感，当冷却速度较大时，熔池中石墨化元素较少或烧损严重时，焊缝中的碳元素来不及以游离碳石墨的形成析出，而以碳和铁Fe3C渗碳体的形态，存在形成又脆又硬的白口或麻口组织，使其机械加工困难，且白口铁收缩时产生很大应力，当应力走过铸铁的强度极限时，发生脆断裂缝或裂纹。
2.2 裂纹
这是铸铁焊接中的另一主要矛盾，主要取决于焊缝及工件的化学成分（尤其是硫磷等有害元素）焊后冷却速度以及工件的应力状态。
焊接过程中产生的裂缝裂纹，一般分为撕裂，冷裂纹，热裂纹和层状撕裂。
2.3 气孔
铸铁中的碳在高温下烧损，析出大量CO，由于铸铁的熔点较低（1200度左右），焊接熔池中的温度高达（1600-1900摄氏度）铸铁熔化后在高温下受到強烈的过热吸收大量的气体。而铸铁的固相线与液化相线之间的时隔狭窄，时间很短，溶沁的过热和快速冷却凝固，使铁水中的气体没有充分分析出形成气孔，另外焊条药皮加空气中的水分，焊体表面上的该物（铁锈 油污等）在焊接时容易引出氢气孔。
2.4 难熔氧化物
铸铁在焊接过程中，一些元素被烧损形成难溶的氧化物，铸铁中的硅的含量较高，在高温反应下硅与空气中的氧化物形成二氧化硅，二氧化硅薄膜的熔点为1600摄氏度高于铸铁的熔点恶化了熔焊过程和焊缝的形成，产生加渣缺陷，铸铁和焊条药皮及中的其他元素氧化后形成氧化夹渣。
3.焊接性分析
3.1 灰口铸铁的焊接性分析
3.2
灰口铸铁，其含碳量高，硫磷杂质多，强度低基本上无塑性，多以其焊接性较差，贴别是电弧焊时，如果焊条选择不当或者没有采取一些特殊措施，在焊接过程中产生一系列缺陷，常见的缺陷有白口和裂纹。
3.3现场补焊分析
1. 现在补焊后的焊件，不需要机加工，出现白口现象时，只要白口不太严重对补焊效果影响不大。
2. 灰铸铁焊接时极易产生热应力裂纹，为防止热应力裂纹采用塑性较好的焊条如Z308。
3. 在实际生产中，管线内的油水很难放净，为了解决流水流油的现象，在焊接时常采用低碳钢焊条打底焊接，如：E4315.
4. 焊前准备
（1） 由于焊件不容易拆卸，根据工艺要求开小坡口，尽可能减少母材的熔化量经降低焊接应力和焊缝中的C.P.S含量，经防止裂纹产生，所以选择开V型坡口用角向磨光机将损坏处打磨出60度坡口，并且在坡口两侧20mm范围内打磨出金属光泽，再用气焊火焰清理坡口中的油渍等杂质。火焰清理时注意加热至无油烟时即可，如果流水，流油先用低碳钢焊条E4315在坡口内堵漏，在打磨坡口，清理焊道。
（2） 将E4315焊条，直径3.2mm，焊前按规定洪干温度100-250度，恒温1-2小时，然后放入150度保温筒中待用，采用直流电源或交流电源。
（3） 将直径3.2的z308焊条用150度烘干1-2小时放在保温筒中待用。
（4） 焊接前在缺陷处钻止裂孔。
5. 焊接工艺
（1） 采用直流正接
（2） 焊条工艺参数
（3）用氧一乙炔火焰加热焊接处，因为铸铁阀体 结构不规则，壁厚不均匀，在焊接过程中，存在着较大的拘束和焊接拉应力，焊前将坡口处局部缓慢预热，至600度左右，是焊接区温度升高，增加铸铁的塑性，减小焊接区的温度差，从而降低拘束应力。
（4）打底穿的焊接，用E4315打底，焊接时边焊边用氧一乙炔火焰加热，焊后用小锤锤击焊缝有无裂纹，然后用角向磨光机清根，检查焊缝有无裂纹机器其他缺陷，然后再将焊道加热并保持在400度以上。
（5）用Z308焊条盖面，盖面焊采用直线排焊，并注意焊道之间清洁，保持400度以上的层间温度，每焊完一段立即用刨锤敲击，由轻渐重过续均匀的将焊缝锤击一遍，直到焊缝上出现密面的麻点为止，这样可以消降部分焊接应力，每层从坡口两侧焊起后焊中央。
（6）用z308焊条盖面，盖面焊采用直线排焊，并注意焊道之间清洁，保持400度以上的层间温焊接过程中应注意，各焊接起始点应错开，焊接结束或中断时应把狐坑填满，以防止产生热裂纹.
6.结论
闸门补焊修复后经试压无渗漏，证明本次焊补修复是成功的，对今后出现类似的问题找到了解决方法。