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1、铸铁焊接工艺要点铸铁焊接工艺要点 热规范（） 焊件类别 焊缝 类别 主 要 特 点工 艺 措 施焊 条 预 热后 热 备注 铸铁 冷焊： 通过药皮和焊芯过渡合金元素， 调整焊缝金属的化学成分， 提高焊 缝石墨化能力。如适当提高 C、Si 含量，添加少量 Ti、Re，可加强 焊缝石墨化，细化石墨。 热焊、半热焊： （1）预热和焊后缓冷能有效地 防止白口和淬硬组织的产生。 （2）提高焊缝输入热，采用大 直径焊条、大电流、连续焊接，降 低冷却速度。 石墨型钢芯 铸铁焊条 铸 208 铸铁芯铸铁 焊条 铸 248 600700600700， 然 后隔热缓冷 或整体加热 随炉冷却。 预热可降低冷 却速度
2、，促进 石墨化，防止 白口，还可减 小应力，防止 裂纹 灰口铸铁 非 铸铁 灰口铸铁可焊 性较差， 由于熔池 凝固快， 焊缝及近 缝区极易产生白 口及脆性马氏体 组织。 灰口铸铁强度 低、塑性差，由于 焊接的局部不均 匀加热、快速冷 却， 容易产生较大 的焊接应力， 导致 焊缝和热影响区 产生裂纹。（1）降低母材在焊缝中的熔合 化，抑制 C、S、P 有害杂质融入焊 缝，减小焊缝热输入，缩小热影响 区的宽度。尽量使热量不集中，以 降低焊接应力。 （2）采用小直径焊条、小电流、 快速焊接，采用短段焊、断续焊、 分散焊方法，焊后锤击，以降低焊 接应力。 （3）加焊退火焊道。 铸 100 铸 116
3、铸 117 铸 308 铸 408 铸 508 铸 607 铸 612 结 422 结 427 结 507 冷焊冷焊 球墨铸铁焊芯 焊条，其中含 ： C3.03.6% Si2.03.6% Mg0.100.14% Mn0.40.8% S0.03 P0.10 600700 层温 350700 正火 900920， 2h+730750 保温 2h 球墨 铸铁 石墨型钢芯 铸铁焊条 铸 238 500700石棉隔热 缓冷+正火 900920， 2h+730750 保温 2h 球墨铸铁 非 球墨 铸铁 由于球墨铸铁 中石墨呈球状， 提 高了机械性能和 抗裂性， 但由于以 镁作球化剂， 使其 白口化和淬硬
4、倾 向明显比灰口铸 铁大， 焊缝及近缝 区更易产生白口 和脆性马氏体组 织。 球墨铸铁强度 高，韧性好，因此 对焊接接头的机 械性能要求也高。 严格控制焊接工艺参数及热规 范。 铸 408 铸 116 铸 117 200冷焊 灰口铸铁的补焊工艺和操作技术（1） 一 . 前言： 灰口铸铁灰口铸铁是铸铁中的一种，灰口铸铁灰口铸铁的碳以片状石墨的形式分布于铸铁基体中，断面呈暗 灰色，故称灰口铸铁灰口铸铁。由于片状的石墨割裂了铸铁的基体组织，因此，灰口铸铁灰口铸铁的抗拉强 度低，缺乏塑性。灰口铸铁灰口铸铁具有良好铸造性和切割性能，同时由于灰口铸铁灰口铸铁中石墨以片状 存在，它具有良好的耐磨性，抗震性和
5、切削加工性并具有较高的抗压强度，故在工业上运 用极为广泛。 灰口铸铁灰口铸铁目前常以铸件的形式运用于生产，由于铸造工艺的特点，铸件往往存在着各种不 同程度的缺陷，在生产现场中也有许多因各种原因而损坏的铸件。铸铁的焊接实际上就是 对存 有缺陷或者损坏的铸件进行补焊。所以铸件补焊具有很大的经济意义。 1.灰口铸铁灰口铸铁的焊接性能较差，在焊接时容易出现下列问题 1.1 焊后产生白口组织 在补焊灰口铸铁灰口铸铁时，经常会在熔合区生成一层白口组织。产生白口组织的原因是：由于母 材近缝区在焊接时受到高温加热，当受热温度 860以上时，原来灰口铸铁灰口铸铁中得游离状态 的石墨开始部分也熔于铁中， 温度越高
6、， 熔于铁中的石墨也越多。 当冷却时， 一般认为在 30- 100/s 的急速冷却条件下，熔于铁中的碳来不及以石墨形式析出，而呈渗碳体出现，即 所谓白口。另外。在焊接熔池中的石墨化元素碳，硅等不足也是产生白口的主要原因。一 般在窄小的高温度熔合区内，焊后很容易产生白口组织。白口组织硬而脆，使得焊缝在焊 后难 以机械加工，甚至会导致开裂。防止白口产生主要措施是适当调整填充金属的化学成分和冷却速度。 改善焊缝技术的化学成分，增加石墨化元素的含量，可以在一定条件下防止焊缝金属产生白口。例如 气焊用铸铁焊丝的碳，硅含量要比母材高（C3.03.8，Si3.6%-4.8%）特别是冷焊灰口铸铁灰口铸铁时，
7、焊丝中的含硅量可高达 4.5焊后缓冷和延长熔合区处于红热状态的时间，使石墨充分析出，这是避免 熔合区产生白口的主要工艺途径。采取的具体措施是焊前预热和焊后保温。由于气焊时冷却速度较慢。 因此。对于防止白口极为有力 灰口铸铁的补焊工艺和操作技术（2） 1.2 焊接街头出现裂纹 裂纹是焊接灰口铸铁灰口铸铁的要问题，灰口铸铁灰口铸铁焊接接头上的裂纹可能出现在焊缝金属中，也可能在基本金 属即母材上。母材的裂纹一般出现近缝区，可能是纵向，横向或斜向的。由于灰口铸铁灰口铸铁塑性极差，几 乎不能发生任何塑性变形， 而且强度又低， 所以在焊接应力及铸件本身应力 （组织应力） 的共同作用下， 当局部应力大于强度
8、极限时，就产生裂纹。严重时，会使焊缝金属和母材分离，即焊缝从基本金属上 脱离下来，即所谓剥离。如果焊缝强度较高而母材强度较低，或结合处产生白口时，由于白口铸铁收 缩率（1.6-2.）比灰口铸铁灰口铸铁收缩率（0.9-1.8）大，且塑性也差，故均产生剥离。焊缝金属内 的裂纹，一般常见的是横向裂缝，有时也有纵向及斜向裂纹，在焊缝断口处没有高温氧化时常见的蓝 颜色。裂纹生成时常发出清脆的金属开裂声。通常裂纹发生在热态焊缝金属的暗红色消失后，即 600 以下，直到焊缝与焊件整体温度均匀化之前。最容易发生裂纹的温度在 400以下，通常这种在热应力 和组织应力的共同作用下发生的裂纹称为热应力裂纹。 （1）
9、 焊前预热和焊后缓冷的措施： 焊前将焊件整体或局部预热和焊后缓冷不但能减少焊缝的白口倾向，并能减小焊接应力和防止焊件开 裂。 （2） 采用电弧冷焊减小焊接应力的措施： 选用塑性较好的焊接材料，如用 镍,铜,镍 铜,高钒钢等作为填充金属，使焊缝金属可通过塑性变形松 弛应力，防止裂纹；用细直准焊条，小电流，断续焊，分散焊的方法可减小焊缝处和基本金属的温度 差而减小焊接应力；通过锤击焊缝可以消除应力，防止裂纹。 使焊缝冷却时能补受阻碍底自由收缩，从而避免用力过大而导致裂纹。 （3） 采用热焊法并控制好温度. 当温度高于 600时,由于产生于一定的塑性变形.而使部分内应力得到消除,一般在 600以上焊
10、接时 就不会产生热应力裂纹. 灰口铸铁的补焊工艺和操作技术（3） 三. 灰口铸铁灰口铸铁的补焊方法: 灰口铸铁灰口铸铁的补焊方法主要采用焊条电弧焊,气焊,钎焊.。.按照焊件在焊前是否预热可以把焊条电弧焊 分为冷焊,半热焊 (预热温度 400以下)和热焊(预热温度 600-700). 四.灰口铸铁灰口铸铁的补焊工艺. 4.1.1 冷焊法. 电弧焊冷焊法就是焊件在焊前不预热,焊接过程中也不辅助加热,因此可以加速焊补生 产率,降低成本,改善劳动条件,减少焊件因预热时受热不均匀而产生的变形和焊件已加工面的氧化.目 前冷焊法正在推广,并迅速发展.但是冷焊法在焊接后因焊缝及热影响区的冷却速度很大,极易形成
11、白 口组织.此外因焊件受热不均匀,常形成极大的内应力,会造成裂纹,在冷焊时应注意以下几点: 焊前应彻底清理油污,裂纹两端要打上裂孔,加工的坡口形状要保证便于焊补及减少焊件的熔化量. 采用钢芯或铸铁芯的以外的焊条,小直径焊条应尽量用小的焊接电流,以减少内应力和热影响区的宽 度. 采用短焊道焊接法.一般每次焊 10-40mm,待其充分冷却后再焊. 采用分段倒退焊.这样可以降低拉应力,对防裂有好处. 每项焊一短焊道后,用圆头锤沿焊逢向外锤击. 冷焊焊条按焊后焊缝的可加工性分为两大类:一类用于焊后不需要机械加工的铸件,如钢芯铸铁焊条 (EZCQ)，只适用小型薄壁铸件刚度不大部位的缺陷焊补；另一类用于焊
12、后需要机械加工的铸件，如纯 镍焊条（EZNi-1）镍铁铸铁焊条（ EZNiFe-1）镍铜铸铁焊条（ENiCu-1）等。 4.1.2 热焊法 热焊法是在焊接前将焊件全部或局部加热到 600-700，并在焊接过程中保持一定温度，焊后在炉中缓 冷的焊接方法。用热焊法时，焊件冷却缓慢，温度分布均匀，有利于消除白口组织，减少应力，防止 产生裂纹。但热焊法成本高，工艺复杂，生产周期长，焊接时劳动条件差，因此应尽量少用。 4.2 气焊焊补灰口铸铁灰口铸铁的补焊工艺： 气焊火焰温度比电弧温度低得多，因而焊件的加热和冷却比较缓慢，这对防止灰口铸铁灰口铸铁在焊接时产生 的白口组织和裂纹都很有利。所以用气焊焊补的铸
13、件质量一般比较好，因气焊成为补焊铸铁的常用方 法。但气焊与焊条电弧焊相比，焊工的劳动强度高，焊件变形较大，焊补大型铸件时难以焊透。但由 于气焊铸件的质量较好，易切削加工，使许多工厂中的中小型灰口铸件，还是较多用气焊焊补。 灰口铸铁的补焊工艺和操作技术（4） 4.2.1 焊前准备 在焊件清除完毕后,检查缺陷.焊件上的缺陷可起码接观察,也可用 10-20 倍的放大镜查找. 裂纹找出后,在裂纹的两端钻直径 4-6mm 的 裂孔,以防止裂纹扩展.焊接灰口铸铁灰口铸铁时可选用铸铁焊 丝,丝401A或丝401B. 焊接时气焊熔剂选用气剂201,铸铁气焊熔剂熔点为650成碱性,能将铸铁气焊 时产生的二氧化硅
14、(熔点为 1350)变为易熔的盐类.铸铁用气焊熔剂进行灰口铸铁灰口铸铁补焊时,应选择较大 号的焊炬,以提高焊接头焰效率,有利于气孔夹渣等缺陷.焊嘴孔径可根据焊补处的壁厚确定。. 灰口铸铁的补焊工艺和操作技术（5） 4.2.5 操作技术: 在气焊过程中,必须选用中性焰或弱碳化焰;在焊接结束时可用碳化焰使焊缝缓冷,这样可以减少碳和硅 的烧损,消除过厚的氧化膜,防止白口冷硬现象;当消除缺陷的底部或开坡口时可用氧化焰.焊接时,在要基 本金属熔化后再加入焊丝,以防止熔合不良;发现熔池中有小气孔和白亮点夹杂物时,可以往熔池中加入 少量气焊熔剂,有助于消除平渣,但气焊熔剂不宜加入过多,否则反而容易产生夹渣,
15、气孔;适当加大火焰的 功率,提高熔池铁水温度,有利于气体及杂质浮起,因而能减少气孔,夹渣;操作时应注意火焰始终盖住熔池; 加入焊丝时,经常用焊丝轻轻搅动熔池,促使气体,熔渣浮出;焊补将完毕时应使焊缝稍高于焊件表面,并用 焊丝刮去杂质较多的表层面.由于表层内含杂质较多,冷却后硬度较高,所以,刮去表面层可提高焊缝的切 削性能. 当补焊被焊区刚性较大或补焊石积较大,以及材质较差,组织疏松的铸件时,可采用热焊.焊后用石棉布或 炭灰将铸件盖好,使焊缝缓慢冷却,以防止产生裂纹和白口组织. 五 结论 灰口铸铁灰口铸铁采取合理的焊补工艺,可使焊件获得较好的切削性和致密性.所以灰口铸铁灰口铸铁焊补只要焊补工艺
16、得当,白口组织和裂纹的产生 球墨铸铁的焊接工艺如下：球墨铸铁的焊接工艺如下： 气焊 焊丝采用型号为 RZCQ 型球墨铸铁焊丝（牌号 HS402），熔剂采用 CJ201。火焰采用还原焰， 结构复杂的铸件或大铸件须采用热焊， 预热温度 600700， 焊后缓冷。 焊后铸件可进行两种热处理 ： 正火：随炉升至 900920保温 12h，出炉空冷。 退火：随炉升至 900920保温 12h，随炉冷至 550，保温 1h，出炉空冷。 手弧焊 采用同质焊缝时，焊条可选用型号为 EZCQ 铁基球墨铸铁焊条，目前有两种牌号，一是铸 铁芯强石墨化型，焊条直径为 410mm，牌号为 Z258；二是低碳钢芯强石墨化焊条，牌号为 Z238， 焊前应将焊件预热至 500左右， 焊后保温缓冷， 经退火焊补处有可能进行切削加工 （硬度 200HBS）。 焊接时采用大电流、连续焊工艺，焊接电流可按焊条直径的 3660 倍选取。 采用异质焊缝时，焊条选用 EZNiFe（Z408）和 EZV（Z116、Z117）。焊接时应遵守冷焊焊接工艺， 焊后能进行切削加工，但焊缝有一定的热裂倾向。 可锻铸铁的焊
