摘要：通过铸造缺陷修补机在灰铁250、球铁50及铝合金101三种材质试块上焊补效果的显微分析，以及对3件HT250发动机缸体、3件ZL101发动机缸体缺陷渗漏的焊补效果检测，说明铸造缺陷修补机在灰铁、球铁、铝合金三种材质上的焊补效果满足性能要求，是一种值得推广的新技术。
说明：由于我国铸造废品率远高于日本、欧盟等发达国家，于是铸件挽救工程在我国就显得尤为重要。世界第一台专用于修复铸件缺陷的设备在1999年诞生于中国北京奥宇可鑫公司，经过近五年的长时间跟踪研究，从用户使用的宏观效果的反馈及微观的实验室分析，我们认为此项新技术已发展成熟，希望将我们的研究成果与广大铸造界朋友共同分享，为铸件挽救工程尽力。
关键词：缺陷;焊补;铸造缺陷修补机;灰铁;球铁;铝合金;发动机缸体

1 试块的制做与分析：
1.1 灰铁试块的制做与分析
材质：HT250、数量：1块、尺寸：长×宽×厚为80mm×20mm×10mm，在100mm×20mm平面上钻Ф2-Ф6mm、深3-6mm的孔3个，补材选择材质为HT250、厚度为0.4mm左右的车屑，设备选择铸造缺陷修补机第五代产品AKZQB-2000C型进行焊补。
(1)宏观检测：焊补后基体温度升高小于等于5℃，经磨床磨削表面达粗糙度Ra0.6时目测：颜色与基体一致、无焊补痕迹、无裂纹，用手提硬度计检测硬度：基体硬度为HB165-178，焊补点硬度为HB175-187。
(2)金相分析：对焊补点进行抛光、浸蚀，制做金相分析试片3块，经250倍放大后，金相组织如图a：左边为基体HT250、右边为补材HT250，焊补点组织改变率小于等于8%，中间区域为过渡区，过渡区内有部分渗碳体出现，实际宽度在0.1-0.2mm之间。
(3)结论：试块在焊补过程中始终处于常温状态，焊补点与基体金相组织基本上未有变化，热影响区小于等于0.2mm，机械加工后焊补点颜色与基体相同，无裂纹、无焊补痕迹、无焊补硬点。

1.2 球墨铸铁试块的制做与分析：
材质：QT50、数量：1块，尺寸：长×宽×厚为100mm×20mm×10mm，在100mm×20mm平面上钻Ф2-Ф6mm、深3-6mm的孔3个，补材选择材质为QT50、厚度为0.4mm左右的车屑，设备选择铸造缺陷修补机第五代产品AKZQB-2000C型进行焊补。
(1)宏观检测：焊补后基体温度升高小于等于5℃，经磨床磨削表面达粗糙度Ra0.6时目测：颜色与基体一致、无焊补痕迹、无裂纹，用手提硬度计检测硬度：基体硬度为HB170-180，焊补点硬度为HB183-195。
(2)金相分析：对焊补点进行抛光、浸蚀，制做金相分析试片3块，经250倍放大检测：金相组织如图b：左边为基体QT50、右边为补材QT50，焊补点组织改变率小于等于5%，中间区域为过渡区，有大量未改变的球状石墨体存在，渗碳体的出现数量很少，实际宽度在0.1-0.2mm。

(3)结论：试块在焊补过程中始终处于常温状态，焊补点与基体金相组织基本上未有变化，焊补点周围热影响区小于等于0.2mm，机械加工后焊补点颜色与基体相同，无裂纹、无焊补痕迹、无焊补硬点。
1.3 铝合金试板的制做与分析
材质：ZL101、数量：1块、尺寸：长×宽×厚为80mm×20mm×5mm，在80mm×20mm平面上钻Ф4mm、深4mm的孔3个，补材选择材质为Ф3mm的ZL101铝焊丝，设备选择有色金属缺陷修补机AKZQB-2000D。
(1)焊补参数：频率800HZ、弧比55%、幅度60%、转速85%，使用高纯度氩气。
(2)宏观检测：基体温度升高小于等于2℃，无变形、无塌陷，经铣削表面粗糙度达Ra0.8时，目测：颜色与母体一致，无焊补痕迹，二十倍放大镜检测无裂纹。
(3)金相分析：制做分析试片，用400倍显微镜观测：金相组织如图C，热影响区宽度微小，只跨越3—4个晶粒，晶粒大小与母体相近，未出现明显粗大现象，热影响区内树枝状晶粒已由母体的硅相处开始生长且细小均匀。

(4)结论：补材与母体在焊缝区内已相互结晶、连续生长、互相渗透、无明显分界区域，母体组织未出现破坏现象。

2 实物铸件的缺陷焊补效果与分析
2.1 铸铁发动机缸体渗漏缺陷的焊补效果及分析
材质：HT250，数量：3件，新品发动机在质检过程中发现水腔壁、油腔壁及配合面上有气孔、砂眼，并伴有渗漏现象，缺陷直径大约在Ф1-Ф10mm左右，缺陷所在位置壁厚4—12mm，补材选择08#、厚度为0.2mm的金属片及厚度为0.4mm左右的HT250车屑，设备选择铸造缺陷修补机第五代产品AKZQB-2000C型。
(1)焊补工艺：首先用电钻或电磨头将小于Ф3mm的气孔、砂眼扩大到Ф3mm以上，扩孔深度根据要求决定，一般5-6mm的深度即可承受足够大的压力（250MPa），焊补非加工面上的缺陷时，当焊补层与基体相平齐时，将频率改变为16-20HZ进行平整焊补，其焊补后的表面可不用进行喷丸处理，焊补加工面上的缺陷时，可不用进行最后的平整焊补而直接进行机械加工。
(2)焊补效果检测：目测焊补点无焊补痕迹、PT剂着色探伤无裂纹、250Mpa试压无渗漏、满足质检要求。
2.2 铝合金发动机缸体的焊补效果及分析
材质：ZL101，数量：3件，缸体在加工过程中加工面及非加工面出现气孔、砂眼，缺陷位置：孔壁及配合面；缺陷数量：每件2—3个，缺陷大小：Ф2mm—Ф10 mm，补材：直径为Ф3mm的ZL101铝焊丝，设备选择有色金属修补机AKZQB—2000D型。
2-1焊补工艺：首先用电钻或电磨头将小于Ф3mm的气孔、砂眼扩大到Ф3mm以上，扩孔深度根据要求决定，一般5—6mm深度即可承受足够大压力（200Mpa），设备参数如下：频率850HZ、弧比60%、幅度65%、转速80%，未使用氩气保护。
2-2焊补效果检测：已加工到标准尺寸的面上的缺陷，采用铝合金专用电磨头打磨加工，未到标准尺寸的加工面上的缺陷，通过铣削加工达到标准尺寸，目测：焊补点致密、无焊补痕迹、无色差，用二十倍放大镜检测无裂纹，经200 Mpa试压无渗漏。
3、结论：
（1）、通过对灰铁、球铁试块焊补效果的金相分析，及对灰铁发动机缸体的实物焊补，我们可以认为用铸造缺陷修补机第五代产品AKZQB-2000C型设备对铸铁缺陷进行焊补，补材选择同材质的车屑，经后序机械加工后，颜色与基体一致，无焊补痕迹、无裂纹，可以满足焊补后要求无色差的加工表面上的缺陷焊补；铸件在焊补过程中始终处于常温状态，无组织变化、无内应力，故制件在工作运行中，不会因为长期的振动、温度变化等原因释放内应力而出现微裂纹，所以铸造缺陷修补机不但满足机床导轨、曲轴、刹车盘等普通铸铁缺陷的焊补要求，而且应用其对发动机缸体、缸盖、箱体、壳体、油缸、泵、阀等渗漏缺陷进行焊补是也安全、可靠的。