东风德纳车桥有限公司十堰工厂，湖北 十堰 442051

焊条代替碳棒气刨铸铁的应用试验

周进余

东风德纳车桥有限公司十堰工厂，湖北 十堰 442051

铸铁类机件不能使用氧-乙炔火焰切割给生产维修带来不便。在无等离子设备的条件下，采用J422（E4303）焊条代替碳棒的碳弧气刨法，较成功实现厚度为45mm的铸铁切割，有一定推广价值。

J422焊条； 碳弧气刨； 铸铁

0 引言

铸铁是一种生产成本低廉且具有良好性能的铸造金属材料，在工业生产中得到广泛应用，尤其在机床中约占60%～90%。在此前提下，有关铸铁的焊接与切割问题就难免遇到。铸铁焊接方法已无需赘述，而铸铁的切割除等离子切割外，尚无其它更好方法，笔者借此作一尝试。

1 常规碳弧气刨法切割较厚铸铁存在的问题

我厂某车间有一组合机床，工作中产生的大量铁屑通过螺旋式排屑机排出。由于排屑口偏小，经常造成铁屑堆积、堵塞，导致排屑电机过载烧毁。维修人员要求将此铸铁材质的排屑口切割扩大。因无等离子设备，笔者使用碳弧气刨切割。

在切割过程中发现，因排屑口为机床本体，厚度较厚（δ=45mm），碳棒熔化后形成难熔的碳粒大部分粘附于待切割面上，如继续切割，碳粒层就越积越厚，几乎无法进行。

2 分析

铸铁本身含碳及其它杂质较高，熔化后的流动性较差，而碳弧气刨所用的碳棒在刨割过程中，熔化后的碳粒被大量喷涂在待切割面上，形成极难熔的“保护”层，导致切割难以继续，效率极低。

针对此现象，笔者考虑可否使用熔化后流动性好的电极材料来解决此问题，即利用其流动性和压缩空气吹力产生的冲刷效应，将形成的难熔物质“冲”走，从而实现切割。

3 分别采用J422（E4303）和J506（E5016）焊条作电极的效果

3.1 采用J422（E4303）的效果

J422（E4303）焊条的焊芯由低碳钢制成，熔滴的流动性良好。于是，笔者首先选择φ4mm的此类焊条代替碳棒作电极，压缩空气压力为0．6MPa，进行试验。

引燃电弧后，在较大的电流密度（约300A）条件下，产生的电弧吹力与压缩空气吹力相叠加（最好再施加适当的手的推力），形成了相当坚挺的切割力，再配以流动性好的焊条熔滴，对熔融状态的铸铁的“冲刷”作用非常明显，粘度很大的硅氧化物等杂质被切割气流纷纷吹落而下，完成切割。

虽然电流较大，但在压缩空气的冷却作用下，焊条并未出现担心的过热熔断现象，所以实验结果与之前分析基本一致，效果得到验证。

3.2 采用J506（E5016）的效果

J506（E5016）焊条的焊芯属于含合金元素的低合金钢，药皮也含合金剂及脱氧剂，常用于较重要的结构钢焊接。因其属于碱性焊条，使用前需烘干，故相对麻烦些。

在试验过程中，观察发现J506焊条电弧集中度不如J422焊条的焊接电弧高，没有产生像后者那样强烈的喷射效果，电弧吹力也稍差，所以切割效率也相对较低。此外，由于碱性焊条须短弧施焊，焊接工艺性能远不如使用J422焊条方便自如。铸铁熔化后的硅氧化物等杂质“冲”走，使切割效率得到大大提高。

总而言之，焊条和碳棒本质都是电极材料，所以在特定情况下可以尝试替换使用，或许会有意外发现。

4 结语

碳弧气刨切割较大厚度铸铁件时，如果使用碳棒，因其含碳量及杂质高、切割面堆积形成难熔的积碳层这两方面因素，造成切割效率极低。

分别采用熔化后流动性好的电极材料J422及J506焊条代替碳棒试验发现，前者无论在工艺性或经济性方面均略胜一筹，可利用其喷射状电弧的“冲刷”作用将

［1］焊工手册. 手工焊接与切割. 中国机械工程学会焊接学会等编. 机械工业出版社. 2001.12. 3版

［2］焊接技术. 天津市焊接研究所. 《焊接技术》编辑部. 2000.4