“研制的鑄件缺陷補焊機選用電火花沉積的原理，在補焊鑄件表面的缺陷時，鑄件不會退火和產生變形，即使不預熱，鑄件一般情況下也不會開裂。沉積層與基體的結合方式為冶金結合。”

1前言

鑄鐵鑄鋼類型的零件在鑄造、機械加工以及使用的過程中經常出現表面砂眼、氣孔和劃傷等缺陷。在現場高溫預熱難以實施的情況下，采用一般的焊接方法(如手工焊、氬弧焊)進行補焊，往往會造成熱影響區硬化(或白口化)，甚至產生開裂現象。能否采用比較簡便的方法補焊這一類型的表面缺陷；一直是困惑有關焊接工程技術人員的一個難題。

日本電火花沉積焊機的出現，為解決這一問題提供了全新的思路。電火花沉積焊機的最大特點是熱輸入極小，因而對母材的損傷也極小。采用電火花沉積焊機補焊鑄件表面缺陷，熱影響區硬化(或白口化)以及開裂的傾向都會極大的降低。但是，日本產的電火花沉積焊機在我國的零售價高達20多萬元人民幣，很難推廣和應用。鑒于國內鑄件普遍存在缺陷的現狀，非常有必要研制出一種價廉物美的鑄件缺陷補焊機。

2新型鑄件缺陷補焊機簡介

2.1補焊機的組成

補焊機主要由電源和焊槍兩部分構成。

電源包括充放電電路、控制電路和脈沖觸發電路。

焊槍包括普通焊槍和內孔焊槍。

2.2補焊機工作原理

在氬氣的保護下，電源部分將高頻脈沖電送至旋轉著的電極材料，當旋轉電極的端部與工件的表面接觸時，便會產生放電。在電極與工件接觸產生電火花的瞬間，電極接觸區的溫度高達7000-10000℃，電極材料熔融并向工件的表面沉積。

2.3主要特性

由于采用了電火花沉積的原理，與常見的焊接方法相比，這一補焊機在補焊鑄件的表面缺陷方面具備了優異的特性。

(1)基體抗變形能力以及抗裂性

補焊機在進行電火花放電時，雖然在放電的瞬間能產生7000。10000℃的高溫，以使電極材料端部產生熔化和氣化，但是，由于放電的時間很短，大約是0.1～0.2ms，放電的面積又很小，因此放電熱作用只發生在工件表面的微小區域。就整個工件而言，仍處于常溫狀態或溫度略有上升，工件不會因此而退火和變形。

與常規的焊接方法相比，由于每一次放電沉積的金屬和熱輸入都極小，相應地在工件表面造成的熱影響區必然極薄，在熱影響區形成的殘余應力就會很低。再加上電極接觸時的滾壓作用，使得熱影響區組織和應力分布有所改善。因此，采用補焊機進行補焊時，即使不預熱，鑄件的表面也不會開裂。曾采用補焊機在常溫狀態下補焊高鉻白口鑄鐵缺口，缺口的外形尺寸為長18mm、寬5mm、深2.5mm，補焊后，未發現鑄件有任何裂紋。而采用手工焊(焊條為Z308)的方法，一接觸起弧，很快就會聽到清脆的開裂聲，根本就無法進行焊接。

(2)沉積層與基體的結合方式

沉積層與基體的結合方式，取決于沉積時的反應以及反應產物。電火花沉積時放電區間溫度高達7000-10000℃，足以使電極材料的端部以及基體的表面產生熔化和氣化，冷凝所得到的沉積層必然是電極材料與基體材料重新合金化而形成的新的合金層。因此，沉積層與基體的結合方式為冶金結合，沉積層也可以稱為堆焊層。

既然是冶金結合，那么電極材料與基體材料就存在相互匹配的問題。如果兩種材料之間的冶金反應很弱，既不能形成固液體，又不能形成化合物，那么將很難獲得沉積層。