灰铸铁的焊接方法#清晰整齐

1、灰铸铁的焊接方法铸铁具有成本低、铸造性能好、减震性能好、耐磨性能好、加工性能好、熔炼设备简单等优点，在机械制造业中得到了广泛的应用。灰铸铁中的石墨以片状存在，并被广泛使用。其焊接主要用于以下几个方面：(1)铸件缺陷补焊许多工厂都有铸造车间，一般铸件的废品率很高。用焊接方法修复这些有铸造缺陷的铸件，不仅有利于及时完成生产任务，而且可以大大降低铸件成本。(2)因各种原因造成的损坏铸铁的补焊，铸铁在使用过程中会损坏，出现裂纹等缺陷，导致产品报废。如果你想换成新的，有些暂时解决不了，这将严重影响生产任务的完成。此外，成品铸件是机械加工的，价格通常非常昂贵。如果能及时采用焊接方法进行修复，不仅有助于完成

2、生产任务，还能节省大量资金。(3)零件生产是将铸铁零件与刚性零件或其他金属零件焊接成零件。灰铸铁焊接时，焊接接头的裂纹倾向较大，这主要与铸铁本身的性能、焊接应力、接头结构和化学成分有关。为了防止焊接过程中出现裂纹，生产中主要采取了降低焊接应力、改变焊接合金体系、限制母材中的杂质熔入焊缝等措施2.1焊缝是铸铁电弧冷焊电弧冷焊的特点是焊前不预热被修复的焊件。因此，电弧冷焊具有许多优点，如焊工工作条件好、补焊成本低、补焊过程短、补焊效率高等。冷焊更适用于难以预热的大型铸件或无法预热的加工表面。因此，冷焊是一个发展方向。2.2铸铁焊缝电弧冷焊工艺要点在冷焊条件下，为了防止焊接接头出现白点和硬化结构，还

3、应降低焊接接头的冷却速度。因此，应采用大直径焊条和大电流连续焊接工艺。如果在均匀焊缝中采用小电流间歇焊接工艺，由于冷却速度快，焊缝容易出现白点和裂纹，因此不能进行加工。然而，当补焊缺陷面积很小时，由于熔池体积小和快速冷却，焊缝仍然容易出现白色。如果情况允许，缺陷区域可以适当扩大，并且可以消除白洞。焊接时，DC逆变电源用于大电流、长弧从中心到边缘的连续焊接。当坡口完全焊接时，不要停止电弧，用电弧沿熔池边缘移动到砂型附近，使焊缝堆高。通常，焊缝的高度应高于工件表面5-8毫米。由于电弧热是通过上焊缝引入半熔化区的，它在红热状态下持续一段时间，这不仅减缓了冷却速度，而且有利于石墨的充分沉淀；它还延长了

4、焊缝上部半熔化区的存在时间，有利于碳在焊缝中的扩散，减少或消除了白色组织。此外，当冷焊同质焊缝时，焊后电弧应立即覆盖熔池，以保持缓慢升温和降温。与电弧焊相比，铸铁焊条电弧焊工艺更简单，焊接成本更低。在修复较大缺陷时，只要使用工艺合适，焊后焊缝最高硬度不超过250HBS，可加工性好。当补焊区的刚度较小时，由于焊缝可以自由收缩，焊接后一般不会出现裂纹，其性能和颜色与母材一致。然而，由于焊缝仍为灰铸铁，强度低，无塑性，采用大电流连续焊接工艺，焊接部位局部受热严重，在修复较大的刚性缺陷时容易产生焊缝裂纹。然而，当用小的钢度修复中、大的缺陷时，可以获得满意的结果。该方法已应用于焊缝焊接缺陷的修复非均匀焊

5、接也称为非铸铁焊接。电弧冷焊是铸铁焊接中最常用的方法。由于铸件焊接时不需要预热，大大简化了焊接工艺，不仅降低了焊接成本，而且改善了焊接操作人员的工作条件。此外，它还具有适用范围广、全位置焊接和焊接效率高的特点，因此异种焊接电弧冷焊是一种很有前途的焊接工艺。异质(非铸铁)焊缝中的电弧2.3.1冷焊工艺为了获得良好的焊接质量，不仅要根据补焊要求正确选择焊接材料，还要掌握焊接工艺要点。异种焊缝电弧冷焊工艺的要点可概括为四句话：“做好准备，焊接电流应适当小，应进行短时间歇分散焊接，焊后应立即使用小锤”。2.3.2焊接前准备焊接前的准备非常重要，通常是指从焊接件的缺陷中去除油渍和其他杂质，正确观察缺陷(

6、如裂纹长度等)。)并将缺陷制成适合焊接的凹槽。铸铁常用的清洗方法有两种，一种是机械清洗法，使用砂轮、钢丝刷或平铲等工具；另一种是用三氯乙烯、苛性钠、汽油、丙酮等化学溶剂洗涤的化学方法。为了去除油渍，铸件也可以分段用火焰加热，直到不冒烟，否则焊缝中容易出现气孔等缺陷。为防止热应力过大，加热温度应控制在400以下。裂纹缺陷可用肉眼观察，最好用放大镜。如有必要，也可使用水压试验和煤油渗透试验。为防止裂纹在焊接修复过程中扩散，止裂孔( 5 8 mm)应在离裂纹端3 5 mm处钻开。当铸件厚度或缺陷深度大于5毫米时，应打开裂口，裂口表面应尽可能平坦。断裂的原则是在保证焊接顺利进行和焊接质量的前提下，尽量

7、减小母材的断裂角和熔化量，从而降低焊接应力和焊缝中碳硫含量，防止裂纹的产生。2.3.3冷焊工艺要点采用不同于铸铁的焊接材料进行电弧冷焊时，在保证电弧稳定性和熔透性的情况下，采用合适的最小电流焊接。这是基于以下原因：1)电流小，溶解深度小，铸铁中碳、硫、磷等有害物质较少进入焊缝，有利于提高焊缝质量。冷风中含有更多的硫和磷，容易产生热裂纹。焊缝中碳含量较高，对高钒焊条、普通低碳钢焊条和CO2气体保护焊的第一层焊缝有明显的有害影响，对此以前已有分析。2)在冷焊过程中，随着电流的减小，在焊接速度不变的情况下，焊接热输入减少，这不仅降低了焊接应力和焊接接头的裂纹倾向，还减小了整个热影响区的宽度，包括减小

8、了最容易形成白点的半熔化区的宽度，使白点变薄。小直径电极可以使用更少的电流，所以通常最好使用小直径电极。为了减少焊接热输入、应力和半熔化区的宽度，焊接速度应适当提高，不得横向摆动。电弧冷焊焊接异种焊缝时，采用短节焊、间歇分散焊和焊后锤击的冷焊工艺。焊缝越长，焊缝的拉应力越大。因此，短截面焊接有利于降低焊缝的应力状态，减少焊缝中出现裂纹的可能性。当铸铁冷焊使用异种材料时，薄壁零件的每条焊缝长度一般为10 20毫米，厚壁零件为30 40毫米。焊接后，应立即用小锤快速锤击高温高塑性焊缝，以放松补焊区的应力，防止裂纹。为了尽可能降低补焊的温度和应力，焊件冷却到50 60后，很容易进行下一次焊接。正常情

9、况下，根据上述冷焊工艺的要点，可采用图6-7所示的焊接顺序。如果先在坡口表面覆盖一层，然后按照图6-7所示的焊接顺序进行焊接，抗剥离裂纹效果会更好。2.4.2必须采用植丝方法铸铁冷焊时，最薄弱的环节是在焊接热影响区的白点附近。因此，在多层焊接中，由于焊接接头的应力较大，该区域容易出现剥离裂纹。植丝方法(图6-8)是人为地使该区域的大部分应力由植丝材料(低碳钢)承担，以防止剥离裂缝的发生。焊接时，在螺钉之间焊接之前，先焊接螺钉周围。必要时，为了减少焊接金属量和收缩应力，也可以在焊缝中间放置窄的低碳钢板条。这样做的另一个优点是提高焊接效率和节省焊条。植丝法主要用于修复厚大焊件(如大型机座等)的裂纹

10、。)承受很大的工作压力。2.5灰铸铁的焊接工艺从灰铸铁的焊接性可以看出，灰铸铁在焊接过程中容易产生白色组织和裂纹，因此应从防止上述缺陷入手，从多方面选择焊接方法，制定合理的焊接工艺。灰铸铁的其他焊接方法3.1电弧热焊和半热焊将焊件的全部或有缺陷的部分预热到600700，然后补焊，再用缓冷铸铁补焊，称为“热焊”。预热温度范围300400度称为“半热焊”。3.1.1热焊和半热焊焊条电弧热焊和半热焊有两种焊条，一种是铸铁芯石墨化铸铁焊条；另一种是带钢芯的石墨化铸铁焊条。为了使填充金属为铸铁，保证焊缝的充分石墨化和补充燃烧损失，这种焊条的碳和硅的总量一般高于母材，钨(碳)=6% 7.6%，其中钨(碳)

11、=3% 3.8%，钨(硅)=3% 3.8%。“Z208”主要用于修复厚大铸件的缺陷。这种焊条的芯是涂有石墨化涂层的6 12毫米铸铁焊条。这种焊条大部分由用户制造，但很少由专业焊条厂生产。铸铁芯焊条直径大，可用于大电流焊接，加快焊接速度，缩短工人热焊时间，有助于减轻焊工劳动强度。由于铸铁芯焊条的制造工艺比钢芯焊条复杂，成本比Z208高。“Z208”焊条采用低碳钢芯，涂有强石墨化涂层，焊缝为铸铁。因为电极涂层中添加了许多强烈促进石墨化的物质，如硅铁、石墨、铝粉等。虽然焊芯是低碳钢，但在热焊和半热焊条件下仍可获得灰铸铁成分和结构的焊缝。这种电极原料丰富，制造方便，成本低廉，可由一般专业电极厂生产。3

12、.1.2热焊接工艺在电弧热焊中，整个铸件或补焊区一般先预热到600700，然后进行焊接，焊接后进行保温和缓慢冷却。热焊的预热温度一般低于700，不超过铸铁的共析转变温度。因为当超过共析转变温度时，铸铁的基体组织将在焊接后发生变化，珠光体基体中的渗碳体将在共析转变过程中分解形成石墨，这将降低铸件的硬度和耐磨性。此外，当石墨析出时，体积增大，这增加了铸件的变形。此外，铸铁在600700度预热温度下焊接，不仅有效地降低了接头的温差，而且将铸铁从常温下的无塑性转变为一定程度的塑性。此外，焊接后的缓慢冷却大大改善了接头的应力状态，从而有效地防止了冷裂纹的发生。热焊接工艺如下：1)对于结构复杂的铸件，预热

13、一般来说，整个预热方法是在底炉或开炉中加热铸件，局部预热可通过气焊或气体火焰加热。大型工厂铸件补焊数量大时，常配有专门用于预热的连续式气体加热炉。铸件补焊前，用输送带进行气体加热炉，依次进行低温、中温和高温加热，使焊件温度缓慢均匀上升，然后取出补焊。补焊后，将焊件送至另一输送带，然后从高温区卸至低温区，以消除补焊后的残余应力。2)焊前清理电弧焊前，首先要清理铸件的待焊部位，并做好坡口。如果铸件缺陷中有油污，可以用氧乙烯火焰加热清洗，然后根据缺陷情况，可以使用手动砂轮、平铲、气铲等工具进行处理。制作坡口时，应将坡口铲至无缺陷，坡口底部应光滑，顶部稍大，以方便操作，保证焊接质量。3)成型对于角部和

14、熔透缺陷，为了防止熔融金属的流失，保证焊接前的原始焊缝成形，待焊接的零件也应成型，其形状和尺寸如图6-5所示。成型材料可以是沙子、水玻璃或黄泥。应在内壁放置高温石墨片，以防止成型材料受热时熔化或塌陷，并应在焊接前干燥。4)焊接时，为了保持预热温度，缩短高温下的工作时间，要求在最短的时间内完成焊接，建议采用大电流、长弧、连续焊接。焊接电流I可根据经验公式：i=(40 60) d确定。式d表示焊条直径。由于铸铁焊条的涂层中含有较多的高熔点耐火石墨，所以采用适当的长弧焊接。这将有利于涂层的熔化和石墨向焊缝的过渡。5)焊接后缓慢冷却后应采取缓慢冷却措施，并应覆盖保温材料，最好采用炉内冷却。电弧热焊适用

15、于修复中、厚铸件的大缺陷。当修理8毫米以下薄壁铸件的焊接机构时，不适合使用，因为它容易烧穿。采用电弧热焊技术，焊缝为铸铁，力学性能与母材基本相同，颜色与母材相同，可加工性好，焊后残余力小，接头质量高。然而，由于铸件的预热温度高，操作者的工作条件恶化；同时，加热消耗更多的燃料，这将增加补焊的成本；此外，焊接工艺复杂，这增加了生产周期并降低了生产效率。因此，电弧热焊技术的应用和发展受到很大限制。3.1.3半热焊接工艺为了降低预热温度，改善工作条件，实践中发现应适当提高焊缝的石墨化能力，对硬度较小的铸件应采用300-400的整体或部分预热，以获得较小的效果。与上述热爆炸相比，预热温度有所降低，可以改

16、善劳动条件，降低补焊成本。当预热温度为400左右时，铸铁的弹性变形能力略有提高，因此铸件的补焊应较小，通常采用这种半热焊接工艺。半热焊的预热温度较低，焊接时铸件的温差小于热焊，因此焊接区的冷焊速度会加快。因此，为了防止白组织和裂纹，保证焊缝的石墨化，焊缝中的石墨化元素含量一般应高于热焊时，碳和硅的总含量为钨(碳硅)=6.5%-8.3%，其中钨(碳)=3.5%-4.5%，钨(硅)=3%-3.8%。一般来说，可以使用“Z208”或“Z248”铸铁焊条。半热焊工艺与热焊基本相同，大电流、长弧、连续氧乙炔焊接温度远低于电弧温度，且热量不集中，非常适合薄壁铸件的补焊。一般气焊时，将补焊处加热到补焊温度需

17、要很长时间，加热面积大，实际上相当于焊前局部预热补焊处的过程。因此，采用成分合适的铸铁芯进行气焊修复薄壁零件的缺陷时，冷却速度慢，有利于石墨化过程，焊缝中容易获得灰铸铁组织，焊接热影响区不易产生白点或其它硬化组织。然而，由于一般气焊加热时间长，任何待焊零件的受热面积大，焊接热应力大，在修复大高度缺陷时，比热焊容易产生冷裂纹，所以一般气焊主要适用于修复刚度小的薄壁零件的缺陷。为了降低焊接应力，防止在修复大刚度薄壁零件的缺陷时出现裂纹，建议采用气焊和热焊的方式，对整个焊件进行预热。预热温度为600-700，焊后应采取缓慢冷却措施。由于热焊的缺点，如高能耗和大的工作条件，焊接工作者成功地探索了更简单和更便宜的气体焊接方法“加热应变消除区”，并成功地修复了一些高刚性的缺陷。3.2.1气焊用焊接材料用气体焊接灰铸铁时，焊缝的冷却速度更快。为了