焊接文獻(xiàn)綜述

1、xx 科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文文獻(xiàn)綜述題目：新型鑄鐵焊接材料-Z318焊條焊接工藝的研究專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其制動化班級：機(jī)制本科六班姓名：xx指導(dǎo)教師：xx（教授）所在學(xué)院：xx 科技學(xué)院1. 概述現(xiàn)如今，鑄鐵和鑄鐵的焊接件越來越多，而且鑄鐵具有成本低，鑄造性能 好，容易進(jìn)行切削加工等優(yōu)點(diǎn)，而且熔化設(shè)備簡單，所以在機(jī)械制造業(yè)中獲得 了非常廣泛的應(yīng)用，特別是四十年代末，球墨鑄鐵問世以后，由于其機(jī)械性能 接近鑄鋼，原先不少的鑄鋼及鍛鋼件現(xiàn)已為球墨鑄鐵所代替。所以鑄鐵的應(yīng)用 范圍更廣泛。 1 工業(yè)上常用的鑄鐵實(shí)際上是含碳1.75%4%的 FeCSi 三元合金。碳在鑄鐵中除少量溶解與金屬基體之中 外，

2、大部分是以石墨或碳化物形式存在，根據(jù)碳在鑄鐵中存在的狀態(tài)不同，可 將鑄鐵分為灰口鑄鐵，可鍛鑄鐵，白口鑄鐵和球墨鑄鐵。白口鑄鐵中的碳全部 以滲碳體狀態(tài)存在，斷口呈白亮色，故稱之白口鑄鐵，滲碳體性硬而脆，其硬 度為 HB800 左右，無法機(jī)械加工，故白口鑄鐵在機(jī)械制造上很少應(yīng)用，焊接這 種鑄鐵的機(jī)會時(shí)很少的?；铱阼T鐵，可鍛鑄鐵及球墨鑄鐵中的碳基本以石墨狀態(tài)存在，部分存在與 珠光體中，但在這三種鑄鐵中，石墨存在的形式是不同的，灰口鑄鐵中的石墨 是以片狀存在的 ;可鍛鑄鐵（由白口鐵經(jīng)石墨化退火而得）中的石墨以團(tuán)絮狀存 在；而球墨鑄鐵（鐵水經(jīng)球化劑處理）中的石墨以圓球狀存在。由于石墨存在 形式的不同，對

3、基體性能消弱的作用有很大差異；故三種鑄鐵的性能有很大差 異。在相同基體組織情況下，其中以球墨鑄鐵機(jī)械性能（強(qiáng)度及塑性）為最 高，可鍛鑄鐵次之?？慑戣T鐵的石墨化退火處理時(shí)間長，費(fèi)用貴，故許多地方 已為球鐵所代替。2 焊接技術(shù)的發(fā)展趨勢1、提高焊接生產(chǎn)率是推動焊接技術(shù)發(fā)展的重要驅(qū)動力。2、提高準(zhǔn)備車間的機(jī)械化，自動化水平是3、焊接過程自動化，智能化是提高焊接質(zhì)量穩(wěn)定性，解決惡劣勞動條件的 重要方向。4、新興工業(yè)的發(fā)展不斷推動焊接技術(shù)的前進(jìn)。當(dāng)前世界先進(jìn)工業(yè)國家的重 點(diǎn)發(fā)展方向。5、熱源的研究與開發(fā)是推6、節(jié)能技術(shù)是普遍關(guān)注的問題動焊接工藝發(fā)展的根本動力。1.1 鑄鐵焊接的主要應(yīng)用：31.1.1 鑄

4、鐵缺陷的焊補(bǔ)，很多工廠都有鑄鐵車間，一般鑄件的廢品率都比較高，采用焊接方法修復(fù)這些有鑄造缺陷的鑄件，不僅有利于及時(shí)完成生產(chǎn)任務(wù)，而且可以大大降 低鑄件成本。1.1.2 已損壞鑄件的焊補(bǔ)：由于各種原因，鑄鐵件（如氣缸，空氣錘等）在使用過程中會受到損壞， 出現(xiàn)裂紋等缺陷，使產(chǎn)品報(bào)廢。若要更換新的，有的新鑄件一時(shí)無法解決，將 嚴(yán)重影響生產(chǎn)任務(wù)的完成，而且成品鑄件都是經(jīng)過機(jī)械加工的，價(jià)格也往往很 貴，若能及時(shí)用焊接的方法修復(fù)，不僅有利于生產(chǎn)任務(wù)的完成，而且可以節(jié)約 大批資金。1.1.3 零件的生產(chǎn)即把鑄鐵件（主要是球墨鑄鐵件）與鋼件或其他金屬件焊接起來作成零部 件。2.灰口鑄鐵的可焊性分析2.1 焊接

5、接頭焊接接頭易產(chǎn)生裂紋的原因的分析4灰口鑄鐵在凝固冷卻過程中對冷卻速度很敏感，而且強(qiáng)度低，塑性性能 很差，一般常用的電弧焊過程又具有冷卻快及工件受熱不均勻，焊接應(yīng)力較大 的特征，故焊接鑄鐵的主要問題是白口化及裂紋等問題。裂紋是焊接灰口鑄鐵 的主要問題，灰口鑄鐵焊接接頭上的裂紋可能出現(xiàn)在焊縫金屬中，也可能在基 本金屬即母材上。母材的裂紋一般出現(xiàn)近縫區(qū)，可能是縱向，橫向或斜向的。 由于灰口鑄鐵塑性極差，幾乎不能發(fā)生任何塑性變形，而且強(qiáng)度又低，所以在 焊接應(yīng)力及鑄件本身應(yīng)力（組織應(yīng)力）的共同作用下，當(dāng)局部應(yīng)力大于強(qiáng)度極 限時(shí)，就產(chǎn)生裂紋。嚴(yán)重時(shí)，會使焊縫金屬和母材分離，即焊縫從基本金屬上 脫離下來，

6、即所謂剝離。如果焊縫強(qiáng)度較高而母材強(qiáng)度較低，或結(jié)合處產(chǎn)生白 口時(shí)，由于白口鑄鐵收縮率（1.6-2.）比灰口鑄鐵收縮率（0.9-1.8）大，且塑性也差，故均產(chǎn)生剝離。焊縫金屬內(nèi)的裂紋，一般常見的 是橫向裂縫，有時(shí)也有縱向及斜向裂紋，在焊縫斷口處沒有高溫氧化時(shí)常見的 藍(lán)顏色。裂紋生成時(shí)常發(fā)出清脆的金屬開裂聲。通常裂紋發(fā)生在熱態(tài)焊縫金屬 的暗紅色消失后，即600C以下，直到焊縫與焊件整體溫度均勻化之前。最容易 發(fā)生裂紋的溫度在400C以下，通常這種在熱應(yīng)力和組織應(yīng)力的共同作用下發(fā)生的裂紋稱為熱應(yīng)力裂紋。焊接接頭產(chǎn)生裂紋的防止措施1）焊前預(yù)熱和焊后緩冷的措施：焊前將焊件整體或局部預(yù)熱和焊后緩冷不但能減

7、少焊縫的白口傾向，并能 減小焊接應(yīng)力和防止焊件開裂。（2）采用電弧冷焊減小焊接應(yīng)力的措施：選用塑性較好的焊接材料，如用鎳 ,銅,鎳銅,高釩鋼等作為填充金屬，使焊縫 金屬可通過塑性變形松弛應(yīng)力，防止裂紋；用細(xì)直準(zhǔn)焊條，小電流，斷續(xù)焊， 分散焊的方法可減小焊縫處和基本金屬的溫度差而減小焊接應(yīng)力；通過錘擊焊 縫可以消除應(yīng)力，防止裂紋。使焊縫冷卻時(shí)能補(bǔ)受阻礙底自由收縮，從而避免用力過大而導(dǎo)致裂紋。（ 3）采用熱焊法并控制好溫度 .當(dāng)溫度高于600C時(shí)，由于產(chǎn)生于一定的塑性變形而使部分內(nèi)應(yīng)力得到消除 一般在600 C以上焊接時(shí)就不會產(chǎn)生熱應(yīng)力裂紋.2.2 焊接后產(chǎn)生白口組織焊后產(chǎn)生白口組織原因分析在補(bǔ)焊

8、灰口鑄鐵時(shí)，經(jīng)常會在熔合區(qū)生成一層白口組織。產(chǎn)生白口組織的 原因是：由于母材近縫區(qū)在焊接時(shí)受到高溫加熱，當(dāng)受熱溫度860C以上時(shí)，原來灰口鑄鐵中得游離狀態(tài)的石墨開始部分也熔于鐵中，溫度越高，熔于鐵中的石墨 也越多。當(dāng)冷卻時(shí)，一般認(rèn)為在 30-100C /s的急速冷卻條件下，熔于鐵中的碳 來不及以石墨形式析出，而呈滲碳體出現(xiàn)，即所謂白口。另外。在焊接熔池中 的石墨化元素碳，硅等不足也是產(chǎn)生白口的主要原因。一般在窄小的高溫度熔 合區(qū)內(nèi)，焊后很容易產(chǎn)生白口組織。白口組織硬而脆，使得焊縫在焊后難以機(jī)械加工，甚至?xí)?dǎo)致開裂。防止白口產(chǎn)生主要措施防止白口產(chǎn)生主要措施是適當(dāng)調(diào)整填充金屬的化學(xué)成分和冷卻速度。

9、改善 焊縫技術(shù)的化學(xué)成分，增加石墨化元素的含量，可以在一定條件下防止焊縫金 屬產(chǎn)生白口。例如氣焊用鑄鐵焊絲的碳，硅含量要比母材高（C3.03.8， Si3.6%-4.8%）特別是冷焊灰口鑄鐵時(shí)，焊絲中的含硅量可高達(dá) 4.5焊后緩冷和延長熔合區(qū)處于紅熱狀態(tài)的時(shí)間，使石墨充分析出，這是 避免熔合區(qū)產(chǎn)生白口的主要工藝途徑。采取的具體措施是焊前預(yù)熱和焊后保 溫。由于氣焊時(shí)冷卻速度較慢。因此。對于防止白口極為有力。3 焊條的分析5焊條有藥皮和焊芯兩部分組成，焊芯的作用主要是導(dǎo)電，在焊條端部形 成電弧。同時(shí)，焊芯靠電弧熱熔化后，卻形成具有一定成分的熔敷金屬。藥皮 的主要作用，把涂料壓涂到焊芯上稱為焊條藥皮

10、，它便于焊接操作，保證熔敷 金屬具有一定的成分和性能。藥皮的主要作用：a 保證電弧的集中、穩(wěn)定，使熔滴金屬容易向熔池過度。 b 在電弧的周圍造 成一種還原性或中性的氣氛，以防止空氣中的水分、氧和氮等有害氣體進(jìn)入熔 池。c生成的熔渣均勻的覆蓋在焊縫金屬表面，減緩了焊縫金屬的冷卻速度，并 獲得良好的焊縫外形。 d 保證熔渣具有合適的熔點(diǎn)、黏度、密度等，使焊條能進(jìn) 行全位置焊接或容易進(jìn)行特殊的作業(yè)，例如向下立焊等。 e 藥皮在電弧的高溫作 用下，發(fā)生一系列的冶金化學(xué)反應(yīng)，除去氧化物及 S、P等有害雜質(zhì)，還可加入 適當(dāng)?shù)暮辖鹪?，以保證熔敷金屬具有所要求的力學(xué)性能或其他特殊的性能 （如耐蝕、耐磨、耐熱

11、等）4 純鎳焊條存在的問題一價(jià)格昂貴二焊接依然存在缺陷三資源短缺5 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)所要解決的問題鑒于焊條的使用不同和現(xiàn)如今技術(shù)的缺陷，純鎳焊條的使用還不能完全代 替。所以設(shè)計(jì)的方向就是改變焊條藥皮的成分，以達(dá)到彌補(bǔ)焊接缺陷，降低焊 接成本，提高焊接質(zhì)量的目的參考文獻(xiàn)1 張清輝，吳憲平，洪波 .焊接材料研制理論與技術(shù) .冶金工業(yè)， 2002（1）2周振豐 .焊接冶金與金屬焊接性 .機(jī)械工業(yè)， 1987（9）3 劉會杰 .焊接冶金與焊接性 .機(jī)械工業(yè)， 2007（3）4 韓國明 .焊接工藝?yán)碚撆c技術(shù) .機(jī)械工業(yè)， 20071）5 何少卿、吳國權(quán) .焊條、焊劑制造手冊 .化學(xué)工業(yè)， 2009（ 1）6李麗.焊接結(jié)構(gòu)生