鍛造模具及設(shè)備的焊接修復(fù)

文/哈默·美國萬得模焊接公司

鍛造模具及設(shè)備的焊接修復(fù)

文/哈默·美國萬得模焊接公司

近年來，中國鍛造市場迅速發(fā)展，同時市場競爭也在日益加劇，鍛造企業(yè)的利潤空間在不斷壓縮。為了保持市場競爭力，企業(yè)對外需要不斷開拓市場，對內(nèi)需要不斷深挖潛力。當(dāng)外部市場競爭激烈、空間減少時，能夠從內(nèi)部成本中節(jié)能降耗、降低成本的企業(yè)，必然能夠立于不敗之地。

如今，一些鍛造企業(yè)為了減少對新設(shè)備和模具成本的投入，采用設(shè)備和模具的修復(fù)技術(shù)，因此，不需要經(jīng)常購置價格昂貴的新錘頭、新模具，從而大大降低了生產(chǎn)成本。

注滿法焊接修復(fù)技術(shù)

美國Weld Mold公司（以下簡稱Weld Mold）服務(wù)世界鍛造行業(yè)近70年，發(fā)明了注滿法焊接修復(fù)技術(shù)，通過研制特殊的焊接材料及配套的焊接工藝和設(shè)備，以+45kg/h的沉積率對鍛造模具及設(shè)備加以修復(fù)，其中最大的焊棒直徑為19mm、長1.2m，加以專用的焊接臂或焊接手，達(dá)到“持續(xù)手工澆注焊接”的效果，從而以極佳的焊接效果對鍛造模具及部件加以修復(fù)。

Weld Mold最初不但從事模具焊接，也從事模具制造，因此我們對鍛造模具容易出現(xiàn)問題的部位比較熟悉，對于鍛造模具特殊部位的特殊需求比較了解，多次試驗(yàn)焊材制造及焊接工藝設(shè)計(jì)過程，從而保證了焊接修復(fù)的結(jié)果能夠滿足用戶要求。采用這種焊接方式，模塊出現(xiàn)斷裂的部件可以重新結(jié)合，缺損的鎖扣、燕尾、錘角等可以再造，橋口可以通過特制的焊材提高局部耐磨性，型腔可以根據(jù)特殊部位提高韌性，機(jī)架、錘座等大型部件可以瞬間修復(fù)。

不論是模具制造還是模具維修，注滿法的目標(biāo)都是“零報廢”。生產(chǎn)實(shí)踐證明，采用注滿法焊接修復(fù)的模具或設(shè)備的再次使用壽命，通常不低于新模具或新設(shè)備第一次的使用壽命，而且通常高于新模具或者新設(shè)備第一次的使用壽命。對于出現(xiàn)修復(fù)之后模具壽命低于首次模具使用壽命的情況，我們會通過仔細(xì)分析材料和模具使用的方法，調(diào)整焊接材料和焊接工藝延長修復(fù)后模具的壽命。

目前市場競爭比較激烈，模具壽命在縮短，停產(chǎn)時間在延長，產(chǎn)品質(zhì)量要求在提高，原料庫存在減少，生產(chǎn)、加工的工藝在改變，而這一切都加重了鍛造企業(yè)對模具壽命、維護(hù)及庫存的要求。

正確的焊接工藝

企業(yè)需要必要的設(shè)備和正確的培訓(xùn)來保證焊接修復(fù)工藝的正確，其中包括具備正確的焊接材料、焊接電源、焊接輔助設(shè)備、天車/叉車、電爐。正確的焊接工藝包括以下9點(diǎn)。

⑴模具清理及檢查。

待修模具的清理及檢查是確定正確焊接修復(fù)工藝的基礎(chǔ)，清理后根據(jù)檢查的結(jié)果，焊工可以基本確定焊接修復(fù)工藝，包括使用焊材的型號及數(shù)量。根據(jù)模具情況，通過焊材的組合，達(dá)到既防止模具磨損，又避免由于硬度過高所造成的開裂，延長了模具壽命。

⑵清理型腔。

焊接前必須徹底清理型腔中的裂紋、鱗片、疲勞層及一切雜質(zhì)材料，并清理出足夠的開放度，一般來說需要有40°～60°的角度，以確保焊條或焊絲可以正常沉積。除非工件嚴(yán)重開裂，型腔清理不需要事先加熱，否則需要對焊件進(jìn)行加熱，以防止清理型腔過程中裂紋擴(kuò)散。對于H系列高合金鋼尤其需要提前加熱，預(yù)熱溫度一般在500～600F之間。

⑶焊前加熱。

焊前加熱是成功修復(fù)模具的重要步驟，加熱溫度為800～900，按每英寸厚度用時1h（1英寸=0.0254m）來計(jì)時，并按每英寸厚度用時1h來進(jìn)行保溫，焊件在加熱爐或加熱火焰中的總時數(shù)取決于絕緣材料的質(zhì)量及加熱火焰的熱值。

⑷焊件的位置。

焊件必須確保在待焊區(qū)域便于焊工操作，有時焊接過程中需要不斷調(diào)整焊件的位置，但待焊型腔的中線必須垂直于地面。焊接時使用短弧，以確保焊壁與焊材緊密融合，焊壁必須在焊工視線之內(nèi)。焊接過程中必須對焊件保溫以保持預(yù)熱溫度，該溫度可以減緩熔覆層的冷卻速度，焊件溫度不可低于700。

⑸焊后敲擊。

敲擊可以去除熔覆層中的應(yīng)力，達(dá)到最佳的焊接效果。每次焊道結(jié)束后，必須使用風(fēng)鎬或機(jī)械方式加以敲擊，使熔覆層達(dá)到最佳的晶相結(jié)構(gòu)并防止焊件冷卻過程中沿中心線收縮。

⑹焊后加熱與?；?。

焊后加熱的目的與焊前加熱相同，即防止工件與熔覆層冷卻速度過快。焊后加熱與常化的溫度為800～900，按每英寸厚度用時1h來計(jì)時。焊后加熱也是成功修復(fù)模具的關(guān)鍵。

⑺緩冷。

緩冷即讓焊件在空氣靜止的環(huán)境下緩冷至室溫，在此過程中可使用絕熱材料包覆焊件以加強(qiáng)緩冷效果，過快的冷卻速度會增加模具開裂的可能性，或埋下開裂的誘因?qū)е履＞呤褂弥虚_裂。緩冷的目的就是達(dá)到平衡的微觀晶相結(jié)構(gòu)和韌性，從而在鍛造過程中達(dá)到最佳效果。

⑻回火去應(yīng)力。

該熱處理過程旨在去除焊接過程中模塊中產(chǎn)生的應(yīng)力，并最終達(dá)到模具要求的韌性和熔覆層的硬度，回火時間以每英寸厚度用時1h來計(jì)時。

⑼最終冷卻。

焊接的最后一步即讓焊件在空氣靜止的環(huán)境下緩冷至室溫，可使用絕熱材料包覆焊件以加強(qiáng)緩冷效果。

機(jī)加工前，模具的焊后硬度以及焊接過程中的其他重要參數(shù)均應(yīng)加以記錄，這些記錄有助于鍛造企業(yè)掌握焊接工藝，總結(jié)出焊接過程中容易出現(xiàn)問題的地方，計(jì)算焊接成本以及計(jì)劃未來的焊接任務(wù)。

結(jié)束語

只要嚴(yán)格遵循正確的焊接工藝，模具的焊接修復(fù)一定會給鍛造企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。鍛造企業(yè)應(yīng)該根據(jù)自身生產(chǎn)鍛件的特點(diǎn)及模具特點(diǎn)量身制定焊接工藝，其中包括材料的組合、焊接時間等，然后按計(jì)劃進(jìn)行焊接，焊后做好一切記錄，以便為進(jìn)行下次類似的工作打下基礎(chǔ)，為未來改進(jìn)焊接工藝積累寶貴的經(jīng)驗(yàn)，還可以進(jìn)行成本分析，便于企業(yè)做好原料采購、模具庫存等方面的工作。