[科普中国]-电弧喷射冷焊机

电弧喷射冷焊机是一款专门针对铸铁件缺陷修复的设备，可以直接使用普通铸铁焊条对于铸铁件加工面缺陷进行过修复。

设备简介电弧喷射冷焊机，焊前不预热，焊后不热处理的前提下，焊后可直接上机械加工线进行切削加工，包括能在焊区钻小孔和攻丝，并确保其加工精度。

性能指标特别适合铸造缺陷和机械磨损、轴颈拉伤以及轧棍、齿轮矿山机械等的冷熔修复和堆焊。

适用范围铸铁冷弧焊机可广泛用于球墨铸铁件、灰口铸铁件、可锻铸铁和白口铸铁等各类铸铁产品以及机器设备零部件的损伤、裂纹的焊接、焊补。1

工作原理电弧喷射冷焊机是一个物理化学过程，是基于气态环境里的阳极离子化物质向阴极浸润表面喷射现象形成新的冶金结合层而建立的。电弧喷射冷焊机是微电脑控制的逆变数字熔化极保护焊。借助产生在焊条和焊体之间的电弧，加热和熔化焊材本身而形成焊缝金属。

铸铁件的修复有多种途径和方法。己被广泛应用的有美国等提出的镍基焊条施焊技术；前苏联提出的用纯镍焊丝的氩弧焊技术；日本专利(昭39—18230)公开的机械零部件裂纹的防止方法，该方法是在发生裂纹的地方开坡口，对母材进行预热150～200℃，将纯镍焊条埋入坡口中并进行电弧焊，焊接后在540～560°C中保温4h，并在炉中冷却后进行机械加工。

上述这些方法一般能解决铸铁件的修复问题，但工艺繁杂，对焊工要求高，若焊得不合适，则仍存在加工性不好的问题。由于工艺复杂，生产率难以提高。而铸铁冷弧焊机则在产生这些问题的根源上入手，结合市面上通用铸铁焊条施焊较理想地解决了这些问题。2

设备优势1、解决了白口问题

电弧喷射冷焊机采用特制电源利用单片机控制技术，对焊接电流进行精确的焊接时间控制。根据我们数千次的实验数据证实，电弧喷射冷焊机不仅可以增加热影响区的散热，使其温度始终比较低（小于200℃），同时利用喷射过渡临界电流实现喷射过渡，熔池体积大大缩小甚至只有30丝。母材与焊丝熔合区硬化层从金相分析看，白口层一般不突破0.05mm，国际上目前采用的最好的纯镍焊丝，其理想情况下，白口层厚度≥1mm。国际惯例，白口层厚度如果小于1mm，对于铸件加工切削刀具无影响，基本可以忽略不计。

2、解决了焊前不预热，焊后不产生裂纹的问题：

焊补是对铸铁件进行局部的快速加热，所以温度不均匀是必然的，当热应力大于被焊件铸铁抗拉强度时就必然产生热裂纹。电弧喷射冷焊机由于瞬间电流密度大，焊接时间极短（一般小于300ms），采用市面常用的铸铁冷焊条Z308等可以缩小热影响区、同时改善焊缝成形并使应力下降，从而最有效地防止热裂纹的出现。焊补前后时不热处理，可不破坏原有的机加工精度，焊接接头与母材等强度，颜色与木材一致，适用于各类复杂薄壁件的焊补。

3、解决了熔合问题：

有些铸铁，由于“石墨”粗大，在高温或者油环境中工作。在焊补过程中会有一定程度影响熔合性，严重时会出现打滚，无法焊接。电弧喷射冷焊机在焊补过程中由于采用喷射过渡因而促使石墨燃烧，燃烧产生的CO可促使熔池沸腾使熔合性大大改变。焊缝组织跟基体组织完全融合，结合紧密。

特点1、热影响面小：由于有精确的时间控制（1ms-500ms）准确的电流输出（20-315A），因此确保工件的受热影响面降至最低，熔深浅，微细熔池，故电弧喷射冷焊机焊后无白口、焊接不咬边、工件不变形。

2、焊条通用：

采用专用的铸铁冷焊条焊补铸铁件可获得更完美的效果。

3、冶金结合

根据熔化极原理设计，真正冶金结合可进行各种方式加工，结合牢固不脱落。

4、微电脑控制

焊接过程准确迅速，四组参数储存，在任何时间下确保最佳焊接要求。1

实际应用1、模具行业补焊、注塑模、冲压模、压铸模、橡胶模、铜合金模。补焊后的模具可进行各种机械加工、热处理及渗氮处理。使用不同硬度的材料，可得到不同的焊后硬度（如：60HRC）。对冷冲模的韧口及刀具刃口也可进行焊补，免除了普通氩焊繁锁的预热、保温等过程。

2、铸造行业

本焊机在铸造缺陷方面也有着不俗的表现。对铸造过程中的气孔、渣孔、缩孔等均可进行快速精准的修补。对球铁、灰铁、不锈钢等缺陷的修补效果极佳，焊补速度快，焊后无色差或色差小，适合工厂规模生产的需求。人们公认的较难修补的机床轨道面也得到了较理想的解决。

3、各种工件零配件修理行业

对轴类、齿类及其它工件均可进行完美的修复。

本词条内容贡献者为:

王沛 - 副教授、副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所