用碳钢焊条冷焊铸铁件

1、用碳钢焊条冷焊铸铁件在焊接工艺中，直接用碳钢焊条补焊铸铁件，其困难有三： 一是母体金属碳质向焊缝扩散， 在迅速冷却中成为白口铁或高碳 钢；二是由于导热性，膨胀系数差异，施焊过程中出现很大热应 力；三是在冷却后母材与焊缝间残存巨大内应力。因此，若不采 取特殊工艺措施，施焊中或焊后会随即开裂。即使侥幸成功，也 难于作下一步的切削加工。针对上述困难， 我们通过长时间的摸索和实践， 已形成一套 成熟的工艺方法，焊后工件焊缝强度高于母材，可切削加工。1 工艺过程1.1 焊前准备首先清理工件，去除油污，查明裂纹和破损形态。为此可用 气焊枪或喷灯加热， 再用钢丝刷清理， 细微裂纹须用四氯化碳洗 净后细心检查

2、。在裂纹端头钻孔止裂， 再沿裂纹钻孔。 厚度 6 毫米以内的工 件可使用 6毫米的钻头，超过 6毫米的工件用 8毫米钻头。钻孔 要完全穿透，并紧密排列。如多条裂纹聚集，可沿周围钻孔，去 掉一块，用低碳钢板做一补丁，破洞也可作如此处理。沿钻孔用角向磨光机磨坡口，形成焊槽。钻 6 毫米孔的，槽 口宽约为1012毫米；钻8毫米孔的，槽口宽约为1015毫米， 坡口角度6070。坡口要平滑，底部残留的钻孔弧形连续处也要清除，使槽的两侧母体金属完全分离。焊条采用“结 422”，烘干备用。1.2 焊熔敷打底层 首先在焊槽坡口两侧分别熔敷第一层，这一层应薄而均匀， 完全覆盖坡口，使以后各层不再接触母体金属（图

3、 1）。为此， 选用尽可能小的电流：交流 6080安，直流略小一点，焊条直 径 2.5 毫米。小于 5 毫米的薄件，用 1.6 毫米焊条。为了防止产 生热应力，要掌握“继续、分散、低温起焊”的原则。每段以 1525毫米为宜，每次起焊温度要低于 60C，并及时锤击。太厚的工件，每段可分为两条焊道熔敷（图2）。图 1 第一层打底 图 2 厚工件两道打底1.3 多层充填 清理渣、瘤之后，在打底层上面堆焊第二、三、四层。方法 也如打底层一样，但应注意勿再触及母体金属。填充多少层，主 要看工件厚度来定。1.4 盖面合缝两侧坡口充填到只剩下 34 毫米缝隙，即可盖面合缝。选用0 3.2毫米粗焊条，电流加大

4、到 110130安（直流略小）， 在坡口填充层之间搭桥合拢， 此时更不允许触及母体金属。 焊条 应往下“挤”，以保证焊缝有足够厚度。厚件分两次盖面，收弧 要注意填坑，防止热应力措施如前，且每段要更短一些。2 工艺原理整个焊缝由打底、充填、盖面三种层次组成（图3），各起不同作用。图 3 焊缝结构打底层直接与母体金属接触， 大量的碳素扩散到这一层， 使 本来为低碳钢的焊条材料变成高碳钢， 冷却后形成以网状渗碳体 为主、夹有马氏体、屈氏体和残余奥氏体的结构，在与母体金属 之间的界面上，还会出现一层 0.070.34毫米的白口铁。这并 非是一个理想的结构，但它在母体金属与焊缝之间形成一堵 “墙”，有效

5、地阻挡住碳素再向其后各层扩散，而且，这一层又 很薄，它减少了母材成分在焊缝中的熔合比， 这正是获得成功的 关键点。填充层除作为焊料之外， 另一个重要作用是对底层作多次反 复的退火。金相分析表明：第一层熔敷打底所产生的界面白口铁， 在其后作了第二层充填时， 已缩减为 0.2 毫米以下， 呈不连续薄 层；填第三层之后，白口层进一步缩减到 0.1 毫米以下，原先白 口铁界面只残留极其少量不连续薄片， 其余均已转化为网状渗碳 体+马氏体 +残余奥氏体；第三、四层均为低碳钢正火组织：铁素 体+索氏体，母材过热区则是片状石墨 +回火屈氏体或回火索氏 体。盖面层的作用是最后的封闭裂缝， 它也起着对以前各层焊料 的退火作用。由于离母体金属已远， 焊料成分完全不受母体干扰， 保持了应有的强度和塑性。此时，所有各层已经多次退火，残余白口铁几乎全部转化，对切削加工已无影响。为了防止热应力的破坏作用， 采取了相应措施： 焊前钻透孔， 开通槽底使两边金属完全分离，这样在施焊过程的大多数时间 里，母体金属可自由涨缩，不致产生过高应力；后期盖面时的热 应力主要由塑性盖面层承受，其次，施焊中的气体、熔渣极易排 出，再加上分段、断续、低温起焊、锤击等常规措施，均可使热 应力的破坏作用减到最低限度。经实践证明，此工艺方法在实际生产中成功率达8