铸钢件焊接及缺陷修复

前言
第1章铸钢基础知识1
1.1铸钢的主要特点及分类1
1.1.1铸造碳钢1
1.1.2铸造低合金钢2
1.1.3铸造高合金钢4
1.2常用铸钢件材料分类7
1.3铸钢的特性9
1.4铸钢件常见缺陷及其产生原因11
1.4.1铸钢件的铸造缺陷分类11
1.4.2铸造缺陷产生原因分析13
1.5铸钢件的热处理16
1.5.1铸钢件热处理的目的16
1.5.2铸钢件热处理的主要方式16
1.5.3铸钢件的表面淬火17
1.5.4各种常用铸钢件的热处理17
1.5.5铸钢件焊接或补焊后预防白点退火与去应力处理18
第2章铸钢件的焊接21
2.1概述21
2.2铸钢件的焊接性22
2.2.1焊接性的定义22
2.2.2铸钢件的焊接性特点22
2.2.3焊缝热影响区宽度23
2.3常用铸钢材料的焊接性23
2.3.1铸造碳钢的焊接性23
2.3.2铬钼系及铬钼钒系耐热钢的焊接性25
2.3.3其他低合金钢的焊接性25
2.3.4低碳马氏体不锈钢的焊接性26
2.3.5w（Cr）=9%～12%的超临界钢、超超临界和超高温钢的焊接性26
2.3.6奥氏体不锈钢铸钢的焊接性29
2.3.7铁素体-奥氏体双相不锈钢的焊接性30
2.3.8高锰钢的焊接性31
2.3.9低温用铸造低合金钢的焊接性32
2.4铸钢的组装焊接33
2.4.1铸钢与铸钢接合的焊接结构33
2.4.2铸钢与钢板制作的管道或锻钢管接头等的焊接34
2.4.3在钢板结构件上采用铸钢件35
2.4.4铸钢件组装焊接的特点35
2.4.5铸钢件组焊操作技巧35
2.5铸钢件焊接或补焊常用的焊接
方法及适用性37
2.5.1焊条电弧焊38
2.5.2埋弧焊39
2.5.3气体保护焊40
2.5.4脉冲钨极氩弧焊技术54
2.5.5精密脉冲冷焊技术56
2.5.6常用焊接方法的适用性57
2.6焊接材料59
2.6.1焊接材料的选用原则59
2.6.2焊缝成分的控制59
2.6.3焊条的选择60
2.6.4气体保护焊实心焊丝的选择61
2.6.5铸钢件焊接或补焊焊缝的强度匹配62
2.6.6铸钢件补焊焊接材料消耗的计算方法63
2.7粘接（金属填补）技术63
2.7.1粘接技术基础64
2.7.2粘补工艺的一般过程64
2.7.3粘接技术在铸钢件缺陷修补中的应用65
第3章铸钢件缺陷的修补67
3.1铸钢件缺陷修补的意义67
3.2铸钢件缺陷修补的要求67
3.3铸钢件缺陷修补的可行性及可靠性68
3.4铸钢件缺陷修补的限制68
3.4.1主要缺陷的补焊规定68
3.4.2缺陷修补限制的必要性69
3.4.3限制修补的条件69
3.5铸造缺陷的焊接修补特点70
3.6铸钢件缺陷的焊接修补程序70
3.7铸钢件的缺肉堆焊70
第4章铸钢件焊接与补焊工艺规程的编制方法73
4.1概述73
4.2焊接与补焊工艺规程的文件形式74
4.3工艺规程的编写依据75
4.4工艺规程的编制方法76
4.4.1铸钢件的焊接工艺76
4.4.2铸钢件的缺陷补焊工艺78
4.4.3铸钢件焊接与补焊工艺规程的有效性89
4.4.4工艺规程的执行和工艺纪律检查89
第5章铸钢件焊接与补焊缺陷的防止措施及质量管理91
5.1铸钢件焊接与补焊的常见缺陷及防止措施91
5.1.1外观形状和尺寸不符合要求的产生原因及防止措施92
5.1.2裂纹的产生原因及防止措施92
5.1.3气孔的产生原因及防止措施93
5.1.4夹渣的产生原因及防止措施95
5.1.5未焊透与未熔合的产生原因及防止措施96
5.1.6色差及硬度不均匀的产生原因及防止措施96
5.1.7铸钢件补焊缺陷的产生原因及防止措施97
5.2铸钢件焊接与补焊质量管理98
5.2.1质量管理的基本概念98
5.2.2铸钢件焊接与补焊质量管理的控制环节99
5.2.3质量管理与焊接检验的关系102
5.3铸钢件的焊接工艺评定102
5.3.1焊接工艺评定的目的及影响因素103
5.3.2焊接工艺评定报告与焊接工艺规程的重要作用104
5.3.3焊接工艺评定的规则、程序及注意事项105
5.4焊接与补焊质量的控制及检验107
5.5铸钢件焊接与补焊质量的检查及验收标准109
5.5.1焊接技术标准109
5.5.2焊接与补焊质量的检查方法110
5.5.3铸钢件焊接或补焊区无损检测有关要求110
5.5.4补焊区硬度测试检验要求111
5.6影响铸钢件焊接与补焊质量的不规范操作111
5.7铸钢件焊接与补焊过程中错误的习惯认识112
第6章铸钢件的变形与矫正119
6.1铸钢件变形的特点119
6.2铸钢件变形的矫正120
6.2.1冷态矫正120
6.2.2局部加热加压矫正121
6.2.3火焰矫正122
6.2.4整体加热矫正123
6.3铸钢件矫正变形的常见缺陷及防止措施123
6.4不同材料铸钢件变形矫正的特点124
6.4.1马氏体不锈钢铸钢件变形矫正的特点124
6.4.2奥氏体不锈钢铸钢件焊接变形矫正的特点125
6.4.3碳素钢及一般合金钢铸钢件变形矫正的特点125
6.5厚大截面铸钢件变形的火焰局部矫正125
6.5.1火焰局部矫正的特点125
6.5.2火焰局部矫正的原理及方法125
第7章铸钢件焊接与补焊操作技巧127
7.1铸钢件焊接与补焊存在的主要问题127
7.2铸钢件严重疏松性缺陷的修复要点130
7.2.1缺陷的清除130
7.2.2坡口要求及处理131
7.2.3补焊修复操作要点132
7.3采用奥氏体不锈钢焊接材料焊接与补焊非奥氏体铸钢件的要点133
7.4铸钢件大（深）坡口的补焊操作技巧134
7.4.1存在的主要问题134
7.4.2缺陷原因分析134
7.4.3补焊操作技术及要求135
7.4.4修补后的去应力处理137
7.5坡口形状对铸钢件补焊质量的影响138
7.5.1铸钢补焊常用的未穿透性坡口形状138
7.5.2铸钢补焊常用的穿透性坡口形状140
7.6铸钢件完全精加工状态下的缺陷修复140
7.7焊接与补焊操作注意事项142
第8章常用铸钢材料的焊接与补焊148
8.1铸造碳钢148
8.1.1铸造碳钢的碳当量及焊接性148
8.1.2铸造碳钢的焊接或补焊特点148
8.1.3铸造碳钢的焊接或补焊要点149
8.1.4焊接方法与焊接材料150
8.1.5焊后去应力处理150
8.2铸造低合金钢151
8.2.1铸造低合金钢的碳当量与热处理类型151
8.2.2退火、正火+回火的铸钢件152
8.2.3调质处理的铸钢件153
8.3铬钼及铬钼钒耐热铸钢156
8.3.1铬钼及铬钼钒低合金耐热铸钢的焊接特点156
8.3.2对铬钼及铬钼钒耐热铸钢件焊接接头或补焊区的基本要求157
8.3.3铬钼及铬钼钒耐热铸钢的焊接与补焊要点157
8.3.4常用铬钼及铬钼钒耐热铸钢焊接材料的选用158
8.3.5焊后去应力热处理158
8.4低碳马氏体不锈钢159
8.4.1低碳马氏体不锈钢铸钢件的焊接特点159
8.4.2低碳马氏体不锈钢铸钢件的焊接与补焊要点159
8.4.3常用马氏体不锈钢焊接材料的选用160
8.4.4Ar+CO2富氩混合气体保护焊的应用160
8.5奥氏体不锈钢铸钢161
8.5.1奥氏体不锈钢铸钢件的焊接特点161
8.5.2奥氏体不锈钢铸钢件的焊接与补焊要点161
8.5.3常用奥氏体不锈钢铸件焊接材料的选用162
8.6双相不锈钢162
8.6.1Cr18型双相不锈钢的焊接要点162
8.6.2Cr25型双相不锈钢的焊接要点162
8.6.3Cr22型双相不锈钢的焊接要点163
8.7超（超）临界和超高温钢铸钢163
8.7.1焊接或补焊工艺特点163
8.7.2超（超）临界铸钢件补焊工艺要点164
8.7.3常用超（超）临界铸钢件焊接材料的选用164
8.8高锰钢铸件164
8.8.1高锰钢铸件的焊接特点164
8.8.2高锰钢铸件的焊接与补焊要点165
8.8.3常用高锰钢铸件焊接材料的选用165
8.9低温铸钢件的焊接与补焊要点165
第9章设备在线焊接修复实例167
9.1M16T锤砧座的焊接修复167
9.2DLA180机床主轴的堆焊修复170
9.3上梁裂纹的焊接修复171
9.4120MN水压机活动横梁断裂焊接修复173
9.5水压机底座裂纹的焊接修复177
9.6水压机主缸衬套裂纹的焊接修复179
9.7转炉耳轴支块裂纹的在线焊接修复181
9.8ZG270-500三联液压缸缸体的焊接修复185
9.9ZG270-500三联液压缸缸体的冷焊修复186
9.10热模锻压力机机架的焊接修复188
9.11热模锻压力机机架焊接修复工艺评定试验193
第10章铸钢件产品缺陷焊接修复实例199
10.1低碳马氏体不锈钢铸钢件的焊接修复200
10.1.1叶片缺陷的焊接修复200
10.1.2水轮机上冠的焊接修复206
10.1.3水轮机下环的焊接修复212
10.1.4水轮机导叶的焊接修复215
10.1.5水电、风电铸钢件产品缺陷的焊接修复218
10.2铰座、铰链的焊接修复226
10.2.1铰座的焊接修复226
10.2.2铰链加工失误的补焊修复230
10.3轧机铸钢件产品的焊接修复232
10.3.1支承辊轴承座的焊接修复232
10.3.2工作辊轴承座缺陷的补焊修复235
10.3.3轧机牌坊（机架）的补焊修复238
10.3.4立辊机架的焊接修复250
10.4火电气缸铸钢件缺陷的焊接修复254
10.4.1气缸缺陷的焊接修复254
10.4.2高压外缸缺陷的补焊修复264
10.4.3气缸缺陷的焊接修复273
10.5火电阀壳、阀体、导流环等的缺陷焊接修复277
10.6锻压设备铸钢件缺陷的焊接修复281
10.6.1模锻锤下锤头缺陷的焊接修复281
10.6.2快锻压机铸钢件缺陷的焊接修复282
10.6.3热模锻压力机铸钢件缺陷的焊接修复285
10.6.4活动横梁下垫板裂纹的焊接修复289
10.6.5侧梁下部裂纹缺陷的焊接修复290
10.7工作台缺陷的补焊修复291
10.8齿圈、齿轮缺陷的补焊修复294
10.9其他铸钢件缺陷的焊接修复297
10.10环形铸钢件变形的矫正与修复315
10.10.1大型整铸环型铸钢件变形的火焰热矫316
10.10.2大型整铸环型铸钢件变形的加压火焰热矫317
第11章铸钢件组焊或接管等构件的焊接319
11.1挖斗体与斗唇、磨损套、中间套的装焊319
11.2高压外缸排气管的焊接321
11.3转轮体不锈钢堆焊及肋板的焊接323
11.4球体与面板的组焊326
11.5塔柱封板的装焊328
11.6高压外缸与钢管的焊接330
11.7中压排气缸构件的焊接332
11.8高压主气阀阀壳进气连管的组焊333
11.9高压外缸构件的装焊335
参考文献339