第6章鑄鐵的焊接

1、第第6 6章章 鑄鐵的焊接鑄鐵的焊接鑄鐵特點(diǎn)：有良好的鑄造性、耐磨性、切削 加工性、減震性等，且成本低 廉，生產(chǎn)工藝簡單。鑄鐵焊接主要應(yīng)用：鑄鐵缺陷的補(bǔ)焊 損壞鑄件的修復(fù) 生產(chǎn)鑄焊復(fù)合件鑄鐵的種類、成分及性能特點(diǎn)灰鑄鐵：碳以片狀石墨存在，斷口呈灰色， S、 P雜質(zhì)高，C、Si含量適中，Mn含量較高。一定的力學(xué)性能和良好的加工性能，使 用廣泛。白口鑄鐵：部分碳溶入F，其余為Fe3C，斷面 為亮白色，組織很脆，主要用作原材料。球墨鑄鐵：碳全部或大部分以球狀石墨形式存在，具有較高的強(qiáng)度和韌性，可制 造形狀復(fù)雜的鑄件， S、P雜質(zhì)低C、Si 、Mn含量適中，并有一定的球化劑?？慑戣T鐵：碳以團(tuán)絮狀石墨存

2、在，有高的強(qiáng)度和韌性，用于制造形狀復(fù)雜、受沖擊載荷的薄壁鑄件， S、P、 C、Si 、Mn含量比灰鑄鐵低。6.1 灰鑄鐵的焊接知識目標(biāo)：掌握灰鑄鐵的焊接性能力目標(biāo)：能制定灰鑄鐵的焊接工藝6.1 灰鑄鐵的焊接6.1.1灰鑄鐵的焊接性（1）焊接接頭易出現(xiàn)白口及淬硬組織 最容易出現(xiàn)白口組織的區(qū)域?yàn)楹缚p區(qū)、半熔化區(qū)、奧氏體區(qū)。焊縫區(qū)同質(zhì)材料焊接：焊縫組織為二次滲碳體+共晶滲碳體+珠光體非同質(zhì)材料焊接：形成高碳馬氏體半熔化區(qū)焊接時，石墨變?yōu)檫^飽和奧氏體，當(dāng)冷卻速度很快時，更容易形成白口組織和淬硬組織。奧氏體區(qū)加熱時變?yōu)閵W氏體+石墨，奧氏體含碳量太高，形成高碳馬氏體或貝氏體。防止措施：改變焊縫化學(xué)成分 減

3、緩了冷卻速度（2）焊接接頭裂紋冷裂紋當(dāng)采用同質(zhì)焊材焊接時，溫度為400以下，容易產(chǎn)生裂紋，溫度為400 以上，不容易出現(xiàn)裂紋。a.焊縫中的冷裂紋b.熱影響區(qū)的冷裂紋熱裂紋當(dāng)采用同質(zhì)焊材焊接時，熱裂紋傾向不大當(dāng)采用異質(zhì)焊材焊接時，焊縫金屬中溶入太多雜質(zhì)元素和碳，形成低熔點(diǎn)共晶，容易出現(xiàn)熱裂紋。防止措施：采用預(yù)熱或冷焊法 調(diào)整焊縫成分 控制雜質(zhì)元素含量 同質(zhì)焊縫冷裂紋 熱影響區(qū)冷裂紋6.1.2灰鑄鐵的焊接工藝制定工藝的根據(jù)：鑄鐵的形狀焊件部位缺陷情況焊后質(zhì)量要求現(xiàn)場設(shè)備和經(jīng)濟(jì)性等要求來選擇（1）同質(zhì)焊縫的焊條電弧焊熱焊法 冷焊法熱焊法和半熱焊熱焊：焊前將鑄鐵件整體或局部預(yù)熱到600-700，然后焊

4、接，并保證焊件溫度不低于450 。半熱焊:焊前將鑄鐵件整體或局部預(yù)熱到300-400。 熱焊和半熱焊焊條鑄鐵芯石墨化鑄鐵焊條鋼芯石墨化鑄鐵焊條熱焊焊接工藝主要用于中厚鑄件的大缺陷焊補(bǔ)預(yù)熱：剛性大的構(gòu)件 整體預(yù)熱 剛性小的構(gòu)件 局部預(yù)熱焊前清理：待焊區(qū)表面1020mm范圍清理干凈造型：為了防止熔化金屬的流出，在邊角部位 要造型。焊接：采用大電流、長弧、連續(xù)焊焊后緩冷特點(diǎn)：勞動條件差，加熱費(fèi)用大，工件變形 大，表面容易氧化。 半熱焊工藝特點(diǎn)：預(yù)熱溫度低，與熱焊相比較，改善了焊工的勞動條件，焊補(bǔ)剛性大的構(gòu)件時，不容易產(chǎn)生變形，但應(yīng)力很大，容易出現(xiàn)缺陷，主要用于焊補(bǔ)剛性小形狀簡單的構(gòu)件。工藝：焊接冷速

5、大，焊材的石墨化元素比熱焊大，使用大電流、長弧、連續(xù)焊，焊后緩冷。電弧冷焊不預(yù)熱的焊接電弧冷焊焊條：焊縫冷速快，為了防止白口組 織出現(xiàn)，采用的焊條石墨化元 素的含量比熱焊高。電弧冷焊工藝：a.焊前清理及坡口制備：焊補(bǔ)區(qū)面積大于8cm2深度大于7mmb.造型：同熱焊法相同c.焊接：采用大直徑焊條，直流反接，大電流、長弧、連續(xù)焊，焊縫要高出母材58mm。 焊后緩冷（2）異質(zhì)焊縫的焊條電弧冷焊焊前通常不需要預(yù)熱異質(zhì)焊縫電弧冷焊焊條異質(zhì)焊縫的電弧冷焊工藝焊前清理坡口制備：為了防止裂紋出現(xiàn)，在裂紋出現(xiàn)的地方先鉆致裂孔?？孜恢?裂紋前35mm 58mm h24mm焊接：采用小電流，短段、分散、斷續(xù)焊接，

6、注意焊接順序，焊后錘擊焊道。焊接深坡口，為了避免出現(xiàn)焊縫剝離，應(yīng)采取措施：大坡口焊時，要使用多層焊母材材質(zhì)差，焊縫強(qiáng)度高時或工件受力大，強(qiáng)度要求時，可以采用栽絲焊法。 坡口內(nèi)裝加強(qiáng)筋條 鑄件上應(yīng)力集中有多裂紋時，采用鑲塊焊補(bǔ)法。 焊補(bǔ)缺陷大時，可用組合焊法。（3）灰鑄鐵的氣焊氣焊特點(diǎn)：火焰溫度低，火焰分散，熱量不集中，焊后冷卻速度慢，利于石墨化，但是焊件受熱不均勻，容易出現(xiàn)裂紋。氣焊焊接材料采用含碳和硅高的鑄鐵焊材進(jìn)行焊接灰鑄鐵氣焊工藝要點(diǎn)焊前準(zhǔn)備焊前預(yù)熱焊接：采用弱碳化焰或中性焰，焰心端部到熔池液面810mm，焊接應(yīng)避免缺陷產(chǎn)生，焊炬和焊絲應(yīng)該相互協(xié)調(diào)。剛性小的焊件，采用冷焊法。剛度大，形狀

7、復(fù)雜的焊件，采用熱焊或加熱減應(yīng)區(qū)，加熱溫度不超過250。知識目標(biāo)：了解球墨鑄鐵、白口鑄鐵的焊接性能力目標(biāo)：能制定簡單的球墨鑄鐵、白口鑄鐵的焊接工藝6.2 球墨鑄鐵的焊接6.2.1 球墨鑄鐵的焊接性（1）焊接接頭白口化傾向及淬硬傾向比灰鑄鐵大（2）焊縫組織、性能與母材相匹配6.2.2球墨鑄鐵的焊接工藝（1）同質(zhì)焊縫的熔化焊氣焊氣焊溫度低，有利于焊縫球化；且冷卻速度緩慢，有利于焊縫的石墨化，防止冷裂紋產(chǎn)生，焊接方法靈活，主要用于薄壁件。焊條電弧焊 球墨鑄鐵芯外涂球化劑和石墨化劑藥皮焊條 低碳鋼芯外涂球化劑和石墨化劑藥皮 焊前清理 焊前預(yù)熱焊接工藝 焊接：大電流、連續(xù)焊 焊后熱處理：焊后緩冷防止裂紋

8、（2）異質(zhì)焊縫焊條電弧焊6.3 白口鑄鐵的焊接6.3.1 白口鑄鐵的焊接性（1）熱應(yīng)力裂紋及剝離焊接接頭冷卻過快，產(chǎn)生很大的拉伸熱應(yīng)力，熱應(yīng)力超過強(qiáng)度極限時產(chǎn)生裂紋，異質(zhì)焊縫裂紋產(chǎn)生在熔合區(qū)和熱影響區(qū)（2）低硬度的異質(zhì)焊縫，耐磨性不能滿足服役條件要求6.3.2白口鑄鐵的焊接工藝（1）焊接材料焊縫金屬應(yīng)滿足的要求：與白口鑄鐵具有良好的熔合性，結(jié)合牢固。滿足耐磨性的前提下，具有高的塑性和韌性。焊縫金屬冷卻應(yīng)有小的收縮系數(shù)。應(yīng)采用白口鑄鐵專用焊條配合使用。（2）焊接工藝要點(diǎn)焊前準(zhǔn)備缺陷進(jìn)行清理，并使其周邊與底邊夾角為100角。焊接順序底層用BT-1，蓋面層用BT-2。焊接補(bǔ)焊底層時I=1.5I0，焊接時用大電流焊接，焊后錘擊，錘擊力為傳統(tǒng)鑄鐵冷焊工藝錘擊力的1015倍，焊縫金屬凝固后到250左右前后錘擊610次。分塊孤立堆焊把焊補(bǔ)位置劃分為40*40mm的孤塊，之間間隙為79mm，之間用BT-2填補(bǔ)，焊縫與母材最后焊接。焊縫與周邊焊材的焊合焊后整個焊補(bǔ)面應(yīng)高處母材12mm，然后用手動砂輪磨平。6.4 其他鑄鐵的焊接6.4.1 可鍛鑄鐵的焊接（1）焊接性與灰口鑄鐵相比