隨著(zhù)機床行業(yè)的發(fā)展，對機床床身鑄件提出了以下要求：一是對鑄件材質(zhì)提出更高要求。由于機床設計的不同，各生產(chǎn)企業(yè)對材質(zhì)的要求呈現多樣性，除了共同強調高剛度、高耐磨、低應力和良好的加工性能外，有的要求高強度高硬度，有的要求高強度低硬度，更重要的是各性能技術(shù)指標必須穩定控制，這對原材料的質(zhì)量、熔煉技術(shù)、補焊技術(shù)都提出了更高的要求；二是對鑄件強度的要求逐漸升級，傳統的
機床床身鑄件材質(zhì)為HT150，HT200，HT250，HT300，HT350，其中HT150屬于低強度灰鑄鐵，HT200，HT250屬于中高強度灰鑄鐵，HT300，HT350則屬于高強度灰鑄鐵。目前機床使用低強度灰鑄件呈逐年下降趨勢，中高強度、高強度灰鑄鐵已成為主流，而強度更高的球墨鑄鐵件也已開(kāi)始使用；三是對鑄件外觀(guān)與內在質(zhì)量提出更高要求，首先是尺寸精度長(cháng)期保持穩定，其次是表面缺陷與內在缺陷允許的級別要求越來(lái)越嚴格，這對于檢測與補焊提出了更高的要求。
1高強度機床床身鑄件焊接性分析
鑄鐵的組織主要取決于化學(xué)成分與冷卻速度?；诣T件中的碳以石墨形態(tài)分布，硫、磷雜質(zhì)高，增大了焊縫對冷卻速度的敏感性。在快速冷卻條件下，焊縫結晶時(shí)間短，石墨化過(guò)程不充分，致使熔合區和焊縫中碳以Fe3C狀態(tài)存在，形成白口及淬硬組織，其硬度可高達600HBW。此外，灰鑄件強度低，塑性差，焊接過(guò)程冷卻速度快、焊件受熱不均勻而形成較大的焊接應力，使焊接接頭對冷裂紋和熱裂紋的敏感性很大。因此灰鑄鐵焊接的主要問(wèn)題：一是焊接接頭易出現白口及淬硬組織；二是焊接接頭易出現裂紋。
1.2補焊時(shí)易出現裂紋
(1)冷裂紋當焊縫為鑄鐵型時(shí)，易出現冷裂紋。裂紋發(fā)生時(shí)常伴隨著(zhù)可聽(tīng)見(jiàn)的較響的脆性斷裂聲音，焊縫較長(cháng)或補焊剛性較大的缺陷時(shí)，常發(fā)生這種裂紋。其產(chǎn)生原因是：焊接過(guò)程中由于焊件局部不均勻受熱，焊縫在冷卻過(guò)程中受到很大的拉應力，由于鑄鐵強度低，400℃以下基本無(wú)塑性，當拉應力超過(guò)鑄鐵的抗拉強度時(shí)，即發(fā)生冷裂紋。當焊縫中存在白口鑄鐵時(shí)，由于白口鑄鐵的收縮率((2.3)比灰鑄鐵的收縮率(1.26%)大，故焊縫更易出現冷裂紋，特別是當焊縫強度大于母材時(shí)，冷卻過(guò)程中母材牽制不住焊縫的收縮，結果在結合處母材被撕裂，這種現象稱(chēng)為“剝離”。當焊接接頭剛性大、焊補層數多，補焊金屬體積大，使焊接接頭處于高應力狀態(tài)時(shí)，如焊縫金屬的屈服點(diǎn)又較高，難于通過(guò)其塑性變形來(lái)松馳焊接接頭的高應力，則焊接裂紋易于在熱影響區的白口區或馬氏體區產(chǎn)生，形成熱影響區冷裂紋。
(2)熱裂紋當采用鎳基焊接材料(如Z308，Z408，2508焊條)及一般常用的低碳鋼焊條焊補鑄鐵時(shí)，焊縫金屬對熱裂紋較敏感。產(chǎn)生原因是：采用鎳基材料補焊鑄鐵時(shí)，由于鑄鐵含硫、磷高，形成較多的低熔點(diǎn)共晶物，如Ni-Ni3SZ(熔點(diǎn)644℃)，Ni-Ni3P(熔點(diǎn)880℃)，易產(chǎn)生熱裂紋；采用低碳鋼焊條焊補鑄鐵時(shí)，由于熔合比增大，母材中的碳、硫和磷大量熔入焊縫金屬，形成大量鐵的低熔點(diǎn)共晶體，同樣易產(chǎn)生熱裂紋。
2機床床身鑄件補焊方法及選擇依據
2.1補焊方法選擇的主要依據
補焊方法選擇的主要依據是：①鑄件的狀況(化學(xué)成分、組織和力學(xué)性能，鑄件的大小、厚薄和結構的復雜程度等)；②焊接部位的缺陷情況(缺陷的類(lèi)型、缺陷的大小、缺陷部位的剛度大小和缺陷產(chǎn)生的原因等)；③焊后質(zhì)量要求(焊后接頭的力學(xué)性能、焊縫顏色、密封性及加工性等)；④現場(chǎng)環(huán)境(主要是溫度)、設備和經(jīng)濟性等要求。
2.2補焊方法
高強度灰鑄鐵補焊方法很多，主要有手工電弧焊、氣焊和釬焊，其次是電渣焊、氧一乙炔火焰粉末噴焊。按焊接工藝特點(diǎn)，鑄鐵補焊又分為熱焊法(包括半熱焊)、不預熱焊法(采用鑄鐵型焊接材料)和電弧冷焊法(采用非鑄鐵型焊接材料)。
