淺析鑄鍛焊等熱加工方法

戴飛 郝超 代荊軻

摘 要：機(jī)械制造的加工方法包括了熱加工和冷加工，其中熱加工的方法包括鑄造，焊接，鍛壓等，這是獲得毛坯的重要途徑之一。還有后續(xù)的冷加工，有既車(chē)，銑刨，磨，鉆等機(jī)械加工的方法，所以冷鑄造加工的方法非常重要，鑄鍛焊等熱加工的方法是起到非常關(guān)鍵的基礎(chǔ)，也進(jìn)行比較這幾種工藝的優(yōu)缺點(diǎn)。本文將對(duì)鑄鍛焊等熱加工方法進(jìn)行分析探討和介紹。

關(guān)鍵詞：鑄造;鍛壓;焊接;加工方法

在鑄鍛焊構(gòu)建中的應(yīng)用有振動(dòng)的時(shí)效，振動(dòng)的時(shí)效技術(shù)基于共振原理，通過(guò)機(jī)械共振來(lái)消除和均化金屬構(gòu)件內(nèi)部的殘余應(yīng)力，可以廣泛應(yīng)用鑄造，鍛造，焊接等構(gòu)件的處理，提高了精準(zhǔn)度，在機(jī)床，礦山，煤炭等機(jī)械制造業(yè)中，會(huì)有許多大型鑄，鍛，焊件。會(huì)要求這些零件部件有良好的幾何穩(wěn)定性，在機(jī)械加工種會(huì)出現(xiàn)不同程度上的殘余應(yīng)力和發(fā)生變形，因此會(huì)損害使用精度和性能。隨著人們對(duì)危害的認(rèn)知，消除應(yīng)力或殘余的工藝方法也會(huì)逐步提升完善。

1 鑄造的成形

鑄造成形呢也叫凝固成形，鑄造的方法主要成分是砂型鑄造和特種鑄造。砂型鑄造的工藝和用到的主要工序是首先將金屬用熔煉裝備榮連成一定質(zhì)量的液態(tài)金屬，熔煉裝備是有很多種的，有沖天爐、三相電弧爐、感應(yīng)電爐、電阻爐等，熔煉爐子的選擇要根據(jù)金屬種類的不同來(lái)進(jìn)行選擇，材料是鑄鐵時(shí)選擇沖天爐進(jìn)行熔煉，熔煉最關(guān)鍵的一步是造型，造型也會(huì)由許多的工序組成，填啥，緊實(shí)，起模等，造型機(jī)是整個(gè)造型過(guò)程中的核心裝備，它的作用就是填砂，緊實(shí)和起模。熔煉和造型完成后才開(kāi)始澆筑，然后回京一系列的工序得到一定的形狀和尺寸，并符合要求的鑄件。對(duì)于有內(nèi)控或者側(cè)凹的鑄件還需要制芯的過(guò)程，用制芯機(jī)制出來(lái)一個(gè)縫合內(nèi)孔尺寸的型芯，用輔助完成的砂型鑄造工藝過(guò)程。

特種的鑄造方法包括有金屬鑄造，低壓鑄造，離心鑄造等，它也是一種廣泛的方法，它的鑄件晶粒比較細(xì)小，精度高，投資比較昂貴。壓軸的壓力在30～70Mpa之間，低壓鑄造的方法是在30～70Kpa之間，相差非常大，所以壓力鑄造的這種方法要讓它保證鑄件河工的質(zhì)量，防止鑄型在壓力下打開(kāi)影響鑄件質(zhì)量，最常用的就是開(kāi)合模機(jī)構(gòu)。金屬型鑄造的鑄型又稱為永久型鑄型，可以一型多鑄，澆注時(shí)的排氣主要靠出氣孔和許多同氣槽，鑄造的成型基本上就這樣一步步成型。

2 鍛壓的成形

鍛壓成形其實(shí)也叫作塑性成形，是利用金屬的塑性變形來(lái)獲得到具有一定尺寸的一種零件加工的方法，鍛壓分為鑄造和沖壓，鍛造是按照不同的成形工藝分為自有鍛和模鍛，模鍛按照設(shè)備的不同分為錘上模鍛和壓力機(jī)上模鍛，自有模鍛成形又分為手工自由模鍛及機(jī)器自由鍛成形方法應(yīng)用比較廣泛，最主要體現(xiàn)在質(zhì)量特別大的毛坯件上，為工序提供重要基礎(chǔ)。沖壓也叫冷沖壓，是借助沖壓模具將板料成形和尺寸的一種高效成形方法。沖壓成形按照不同的工序分為了分離，成形工序，成形工序主要有彎曲，拉深，翻邊等方法。

沖壓成形模式借助的是沖壓模具，模鍛成型借助的是鍛造模具，雖然成形工藝不同，但是呢成形設(shè)備都屬于模具類，有一定的相似的地方，沖壓模具分為上模和下模，工作零件可分為凸模，凹模和凹凸模，輔助性的零件有很多，模炳和壓力機(jī)上的滑塊相連，這樣上模會(huì)隨著滑塊一起做往返運(yùn)動(dòng)，下模直接固定在工作臺(tái)上。沖壓的成形應(yīng)用也很廣泛，主要應(yīng)用之一就是實(shí)現(xiàn)大批量的半自動(dòng)化生產(chǎn)，生產(chǎn)率比較高，品質(zhì)跟質(zhì)量也比較好。

3 焊接的成形

焊接成形也叫連接成形，是將不通的零件鏈接在一起形成的成形方法，在連接時(shí)可以用加熱或者加壓的方式不通，焊接的成形可以分為熔焊，壓焊，釬焊等方法，熔焊又可以稱之為手工電弧焊，二氧氣體保護(hù)焊等方法，壓焊也可以分為電阻焊，摩擦焊，攪拌模擦等方法，電阻焊有點(diǎn)焊，縫焊，凸焊，對(duì)焊之分，釬焊是按照釬料的熔點(diǎn)分為軟釬焊和硬釬焊。下面就進(jìn)入對(duì)熔焊和壓焊中的電阻焊進(jìn)行分析，熔焊這個(gè)加工的方法非常重要，焊接之前需要將連接電源一端焊條連接到電源另外一端的零件，這時(shí)就會(huì)形成巨大的瞬時(shí)短路電流，將焊條或者焊絲融化，和部分的融化零件一起形成熔池，熔池凝固后就是焊縫了，壓焊中的電阻焊主要是利用電阻熱將兩件加熱到塑性狀態(tài)，之后再利用電極迅速將兩個(gè)工件連接的一種加工方法，電阻焊這一種加工方法其中的電焊，縫焊，對(duì)焊等加工的方法目前已經(jīng)應(yīng)用成熟，要重點(diǎn)關(guān)注零件的連接是否有氣密性或者密封性的要求，如果焊接后氣密性不好就會(huì)導(dǎo)致漏油帶來(lái)極大的危險(xiǎn)性，一定要注意選擇焊接后密封性良好的縫焊成形。焊接成形的缺點(diǎn)是產(chǎn)生熱應(yīng)力，和導(dǎo)致后續(xù)的熱變形，所以焊接的時(shí)候一定要按照順序來(lái)一步步的進(jìn)行操作，遵循一定的原則，采取適當(dāng)?shù)姆椒p小或消除熱應(yīng)力，因此減小熱變形。

4 常用的時(shí)效工藝比較

自然時(shí)效因生產(chǎn)周期過(guò)長(zhǎng)，使用廠家已逐漸減少，靜態(tài)過(guò)載法，熱沖擊，爆炸時(shí)效有它的局限性和危險(xiǎn)性，也有的還不成熟，從而限制了他們的使用范圍，目前國(guó)內(nèi)大量的應(yīng)用的是熱時(shí)效和振動(dòng)時(shí)效?，F(xiàn)代工業(yè)中大型鑄件和焊接件，采用熱時(shí)效消除應(yīng)力則需建設(shè)大型時(shí)效爐，不僅造價(jià)昂貴，利用率低，而且爐子過(guò)大爐溫也很難控制。重幾噸到十幾噸，也難以進(jìn)爐時(shí)效，這種情況下就需要采用振動(dòng)時(shí)效，具有成本低，周期短，靈活方便，節(jié)能消耗的作用。

振動(dòng)時(shí)效一般適用于單純消除殘余應(yīng)力為目的大型鑄，鍛，焊件，如各類機(jī)械產(chǎn)品的基礎(chǔ)件，焊結(jié)構(gòu)件，也可以用到長(zhǎng)徑比較大的軸類零件。一般在鑄造，鍛壓，焊接，粗加工，半精加工等工序之后進(jìn)行。振動(dòng)時(shí)效一般不適于冷拉，冷拔，冷軋和沉淀硬化鋼。但壓力容器慎用。目前在國(guó)內(nèi)外，振動(dòng)時(shí)效技術(shù)已被越來(lái)越的機(jī)械制造廠家所認(rèn)識(shí)并推廣應(yīng)用。由于它有著其他時(shí)效方法所沒(méi)有的優(yōu)越性，可以預(yù)測(cè)在石油機(jī)中顯示生命力。振動(dòng)時(shí)效勞動(dòng)強(qiáng)度低，沒(méi)有環(huán)境污染，使工件抗凍災(zāi)能力提高，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，振動(dòng)時(shí)效技術(shù)也會(huì)進(jìn)行一定趨勢(shì)的進(jìn)步和完善。由于振動(dòng)時(shí)效工藝日趨成熟，振動(dòng)和控制設(shè)備也完善了，現(xiàn)已有10多個(gè)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家采用，且對(duì)熱時(shí)效的替代率以達(dá)到60%-80%。美國(guó)某消除應(yīng)力公司擁有了350臺(tái)振動(dòng)設(shè)備，進(jìn)行5000多項(xiàng)振動(dòng)時(shí)效處理。自然時(shí)效需經(jīng)過(guò)數(shù)月至幾年的長(zhǎng)期放置，熱時(shí)效也需要幾小時(shí)到幾十個(gè)小時(shí)。振動(dòng)時(shí)效一般只需要幾十分鐘，振動(dòng)時(shí)效不受場(chǎng)地限制，可減少零件的往返運(yùn)輸，適合在機(jī)械加工生產(chǎn)線上，有利于現(xiàn)代化工業(yè)的生產(chǎn)。

5 結(jié)論

鑄鍛韓等熱加工方法是機(jī)械行業(yè)中非常重要的加工方法，但也是屬于三種完全不同的加工方法，使用時(shí)必須得注意其工藝的實(shí)用性以及設(shè)備的不同選擇，另外它們都是均屬于熱加工的，是毛坯零件的重要方法，為后續(xù)的冷加工零件的成形做堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)所以對(duì)以后的探討分析有著重要的意義。通過(guò)金剛石釬焊工藝中焊縫冒泡問(wèn)題進(jìn)行了分析和解決，解決焊縫冒泡問(wèn)題的關(guān)鍵就在于打磨刀頭焊接面時(shí)，盡量使金剛石少露或者不漏出來(lái)減少了金剛石與焊接料的接觸面積。隨著振動(dòng)理論，測(cè)試技術(shù)和其它設(shè)備的迅速發(fā)展，受到各國(guó)家的高度重視，并迅速應(yīng)用與實(shí)踐當(dāng)中。

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作者簡(jiǎn)介

戴飛（2000-），男，漢，江蘇省無(wú)錫市，學(xué)生，在讀本科，研究方向：機(jī)械工程。

郝超（1998-），男，漢，山東省鄒城市，學(xué)生，在讀本科，研究方向：機(jī)械工程。

代荊軻（2000-），男，漢，河南省許昌市，學(xué)生，在讀本科，研究方向：機(jī)械工程。