如何进行铸造黄铜和青铜螺旋桨裂纹的TIG焊补焊

    大型海船和舰只螺旋桨重达数十吨，体积大，形状复杂，且须承受巨大载荷及海浪的冲击和腐蚀，一般使用铸造锰黄铜和铝青铜制作。尽管两者有优良的铸造性能，但铸造缺陷往往难以完全避免，故补焊是唯一挽救手段。传统补焊手段有气焊、焊条电弧焊和TIG焊，各有优缺点，今以TIG焊补焊为例予以说明。

   (1)焊丝选择  应根据母材牌号选择。大型海船螺旋桨常用材料牌号及化学成分见表7-34，与之配套的焊丝牌号及化学成分见表7-35。

    表7-34    大型海船螺旋桨常用材料牌号及化学成分（质量分数，%）

    表7-35    大型海船螺旋桨TIG焊补焊焊丝选用

    ①用于SMAW焊——编者注。

   (2)焊前准备  先按中国船级社《材料与焊接规范(2007)》的相应规定，对裂纹进行评价，只有规范允许补焊的裂纹方可进行补焊修复。修复前先在裂纹两端钻止裂孔，然后以角向磨光机等工具沿裂纹走向开出V形或U形坡口，裂纹及其他缺陷务必去净。由于母材热胀系数大，故坡口角要大，间隙要宽，对穿透性裂纹要开双V或双U形坡口。焊前还应对坡口及附近区域进行充分清理。

   (3)焊接工艺  焊前必须预热，预热温度250℃左右。黄铜可略高，青铜则略低。预热范围离补焊区各个方向均不得小于100mm，焊接过程中应始终维持不低于预热温度。对铝青铜应采用交流焊，锰黄铜则用直流正接，氩气流量也应适当加大，一般可为12~16 L/min。采用Φ4~Φ6mm钨极，Φ16~Φ24mm喷嘴。焊接热输入要大，焊接初期可选用较小电参数，中期要选用较大电参数，采用日本OTC氩弧焊机补焊螺旋桨时所采用的电参数见表7-36。

    表7-36    以日本OTC氩弧焊机补焊螺旋桨时采用的电参数

    注：1．原资料未说明焊丝直径，从焊接电流看，焊丝直径应在Φ3mm左右，但电弧电压太高，已是MIG焊的电弧电压范围了——编者注。

    2．根据沪、浙、粤等地区螺旋桨厂TIG焊经验，焊丝直径多为Φ5mm-审-者注。

   (4)操作要求  ①应以平焊位焊接，短弧，焊枪不作横向摆动，较深坡口应多层焊或多层多道焊；②层间施以锤击以细化晶粒，并消除部分内应力；③对较深、较长焊缝宜采用分段退焊，双面坡口焊缝必须采用对称焊，正反面交替施焊；④焊后应在焊缝表面覆盖4～6层石棉布保温缓冷，直至室温。

   (5)焊后处理  铜合金对应力腐蚀很敏感，故焊后必须作消应力热处理。对应力腐蚀引起的裂纹，补焊后应尽可能作再结晶热处理。经验表明：ZHMn55-3-1的退火温度为300～400℃，ZHA167-5-2-2为500~550℃，ZQA112-8-3-2和ZQA114-8-3-2为450~550℃。大型螺旋桨一般采用局部热处理，保温时间大于1min/mm，然后以石棉布覆盖缓冷。冷却后，打磨桨叶表面至Ra3.2，测量叶面螺距以确定变形程度。对变形超差桨叶应缓慢加热至600~700℃，以千斤顶或专用工具矫正，然后保温缓冷，并再次作消应力热处理。对总体变形未超差但局部螺距超标者，可对超标部位作局部打磨，直至符合要求。最后以PT检验确认无裂纹，否则得重新补焊。

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