灰鑄鐵的焊接性及焊接工藝研究

目錄 1前言 31.灰鑄鐵的性能特點(diǎn)及應(yīng)用 51.1灰鑄鐵的性能特點(diǎn) 51.2灰鑄鐵的應(yīng)用 62.灰鑄鐵的焊接性 72.2焊接接頭易出現(xiàn)白口及淬硬組織 72.2.1焊縫區(qū) 82.2.2半熔化區(qū) 92.2.3奧氏體區(qū) 102.2.4重結(jié)晶區(qū) 113.灰鑄鐵的焊接工藝性 113.1電弧熱焊 123.2半熱焊 123.3電弧冷焊 133.4鎳基焊條 144.灰鑄鐵同質(zhì)（鑄鐵型）焊縫的熔焊 164.1電弧熱焊 164.2氣焊 195灰鑄鐵的焊接裂紋及預(yù)防 215.1冷裂紋 215.1.1、冷裂紋產(chǎn)生的要緊因素 215.1.2、焊縫上的冷裂紋 215.1.3熱阻礙比上的冷裂紋 225.1.4防止冷裂紋的措施 235.2熱裂紋 235.2.1產(chǎn)生熱裂紋的要緊因素 245.2.2熱裂紋的防止 246.灰鑄鐵的焊接檢驗(yàn) 24致謝 29參考文獻(xiàn) 30前言工業(yè)中應(yīng)用最早的鑄鐵確實(shí)是以片狀石墨存在于金屬基體中的灰鑄鐵。由于其成本低廉，并具有鑄造性、可加工性、耐磨性及減振性均優(yōu)良的特點(diǎn)。迄今是工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一種鑄鐵。20世紀(jì)80年代初，鑄鐵材料進(jìn)展進(jìn)入了頂峰期，隨后，世界的鑄鐵產(chǎn)量便出現(xiàn)急劇遞減，然而鑄鐵仍是當(dāng)今金屬材料中應(yīng)用最為廣泛的基礎(chǔ)材料?；诣T鐵在結(jié)晶過(guò)程中，約有W(C)為80%的碳以石墨的形式析出，這就給灰鑄鐵帶來(lái)兩方面的特點(diǎn)：一方面，由于石墨強(qiáng)度較低（Rm﹤20N/mm2），且以片狀的形態(tài)存在，割裂了基體的連續(xù)性，因此灰鑄鐵的強(qiáng)度不高，脆性較大。另一方面，由于石墨的存在，灰鑄鐵具有良好的減震性、耐磨性、切削加工性和缺口敏感性。由于共晶結(jié)晶過(guò)程中石墨化膨脹，還有減少縮松、縮孔的傾向。同時(shí)，灰鑄鐵還有較高的抗壓強(qiáng)度?；诣T鐵傳統(tǒng)的化學(xué)成分中Si/C比較低（0.40～0.55）。適當(dāng)提高Si/C比（0.65～0.85），是提高鑄鐵內(nèi)在質(zhì)量的重要途徑之一。提高Si/C比的作用是：可使連續(xù)的初析奧氏體枝晶增加，這就像混凝土中的鋼筋一樣，對(duì)灰鑄鐵起到加固的作用，可擴(kuò)大穩(wěn)定系和介穩(wěn)定系的溫度差，增加過(guò)冷度△T，從而細(xì)化石墨，有效地?cái)U(kuò)大集體組織的利用率；還可降低灰鑄鐵的白口傾向，減小斷面敏感性，提高彈性模量和形變抗力。因此，Si/C比較高，會(huì)使鐵素體增加，強(qiáng)度和硬度有所降低。我國(guó)各種鑄鐵的年產(chǎn)量現(xiàn)約為800萬(wàn)噸，有各種鑄造缺陷的鑄件約占鑄鐵年產(chǎn)量的10%~15%，即通常所講的廢品率為10%~15%，若這些鑄件工報(bào)廢,將是極大的白費(fèi)。采納焊接方法修復(fù)這些有缺陷的鑄鐵件，由于焊接成本低，不僅可獲得巨大的經(jīng)濟(jì)效益，而且有利于及時(shí)完成生產(chǎn)任務(wù)。常用的焊既接方法有氣焊、釬焊、電弧焊等,其中手工電弧焊應(yīng)用最多。然而鑄鐵件的焊補(bǔ)極易產(chǎn)生白口和裂縫，其中產(chǎn)生白口的要緊緣故是冷卻速度過(guò)快和石墨元素不足;而產(chǎn)生裂縫的緣故要緊是焊接應(yīng)力。焊接是一種將材料永久性的連接，并成為具有給定功能結(jié)構(gòu)的制造技術(shù)。幾乎所有的產(chǎn)品，從幾十萬(wàn)噸巨輪到不足1克的微電子元件，在生產(chǎn)制造中都不同程度地應(yīng)用到焊接技術(shù)。焊接差不多滲透到制造業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域，直接阻礙到產(chǎn)品的質(zhì)量、可靠性和壽命以及生產(chǎn)的成本、效率和市場(chǎng)反應(yīng)速度。近年來(lái)，焊接已由一個(gè)單一的加工工藝進(jìn)展成為有科學(xué)基礎(chǔ)有廣泛應(yīng)用范圍和前景的焊接工程和焊接產(chǎn)業(yè)，在這些產(chǎn)業(yè)中，焊接在其中占有重要地位，是決定其產(chǎn)品使用安全的關(guān)鍵。有些直接出焊接產(chǎn)品或在現(xiàn)場(chǎng)裝焊接后投入使用，有些是作成主體結(jié)構(gòu)然后在其上安裝動(dòng)力和機(jī)電設(shè)備后應(yīng)用，有焊接結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和安全保證在整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理的情況下，要緊決定與焊接聯(lián)結(jié)部位的結(jié)構(gòu)、材料匹配、工藝設(shè)計(jì)、先進(jìn)的焊接制造工藝及設(shè)備和準(zhǔn)確的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，這些都決定了焊接聯(lián)結(jié)部位的的內(nèi)在和外觀質(zhì)量，形成了分布在各工業(yè)和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)部門(mén)各具特色的焊接結(jié)構(gòu)行業(yè)，同時(shí)也形成了結(jié)構(gòu)焊接需要的焊接設(shè)備行業(yè)和焊接材料行業(yè)。這些行業(yè)是互相關(guān)聯(lián)促進(jìn)的行業(yè)。焊接結(jié)構(gòu)已有日新月異的進(jìn)展:在裝備制造業(yè)結(jié)構(gòu)中用焊接結(jié)構(gòu)局部或全部代替鑄件或鍛件結(jié)構(gòu)和由局部鑄件或鍛件焊接成組合結(jié)構(gòu)是大重型結(jié)構(gòu)進(jìn)展的方向，可大大節(jié)約大型鑄鍛車(chē)間及其設(shè)備的差不多建設(shè)投資和生產(chǎn)過(guò)程的能源消費(fèi)，同時(shí)還可縮短生產(chǎn)周期;在各種建筑行業(yè)廣泛采納鋼質(zhì)焊接結(jié)構(gòu)代替鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，可達(dá)到大跨度、輕自重、工廠(chǎng)制造、設(shè)計(jì)優(yōu)、工程在建周期短、環(huán)境污染少，基礎(chǔ)費(fèi)用省，折除后材料可循環(huán)使用，因而符合目前綠色制造和資源循環(huán)利用建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的大潮流。目前我國(guó)微電子及IT行業(yè)中的進(jìn)展，高強(qiáng)有色金屬、光釬、超導(dǎo)和復(fù)合材料及高分子材料的應(yīng)用，都對(duì)焊接工藝、設(shè)備和材料提出了專(zhuān)門(mén)多新的要求，因而得到了相應(yīng)進(jìn)展。1.灰鑄鐵的性能特點(diǎn)及應(yīng)用1.1灰鑄鐵的性能特點(diǎn)灰鑄鐵的力學(xué)性能與基體的組織和石墨的形態(tài)有關(guān)。灰鑄鐵中的片狀石墨對(duì)基體的割裂嚴(yán)峻，在石墨尖角處易造成應(yīng)力集中，使灰鑄鐵的抗拉強(qiáng)度、塑性和韌性遠(yuǎn)低于鋼，但抗壓強(qiáng)度與鋼相當(dāng)，也是常用鑄鐵件中力學(xué)性能最差的鑄鐵。同時(shí)，基體組織對(duì)灰鑄鐵的力學(xué)性能也有一定的阻礙，鐵素體基體灰鑄鐵的石墨片粗大，強(qiáng)度和硬度最低，故應(yīng)用較少；珠光體基體灰鑄鐵的石墨片細(xì)小，有較高的強(qiáng)度和硬度，要緊用來(lái)制造較重要鑄件；鐵素體一珠光體基體灰鑄鐵的石墨片較珠光體灰鑄鐵稍粗大，性能不如珠光體灰鑄鐵。故工業(yè)上較多使用的是珠光體基體的灰鑄鐵?；诣T鐵在結(jié)晶過(guò)程中，約有W(C)為80%的碳以石墨的形式析出，這就給灰鑄鐵帶來(lái)兩方面的特點(diǎn)：一方面，由于石墨強(qiáng)度較低(Rm﹤20N/mm2)，且以片狀的形態(tài)存在，割裂了基體的連續(xù)性，因此灰鑄鐵的強(qiáng)度不高，脆性較大。另一方面，由于石墨的存在，灰鑄鐵具有良好的減震性、耐磨性、切削加工性和缺口敏感性。由于共晶結(jié)晶過(guò)程中石墨化膨脹，還有減少縮松、縮孔的傾向。同時(shí)，灰鑄鐵還有較高的抗壓強(qiáng)度。灰鑄鐵傳統(tǒng)的化學(xué)成分中Si/C比較低(0.40～0.55)。鑄鐵成分分析儀器研究表明，適當(dāng)提高Si/C比(0.65～0.85)，是提高鑄鐵內(nèi)在質(zhì)量的重要途徑之一。提高Si/C比的作用是：可使連續(xù)的初析奧氏體枝晶增加，這就像混凝土中的鋼筋一樣，對(duì)灰鑄鐵起到加固的作用，可擴(kuò)大穩(wěn)定系和介穩(wěn)定系的溫度差，增加過(guò)冷度△T，從而細(xì)化石墨，有效地?cái)U(kuò)大集體組織的利用率；還可降低灰鑄鐵的白口傾向，減小斷面敏感性，提高彈性模量和形變抗力。。1.2灰鑄鐵的應(yīng)用灰鑄鐵現(xiàn)在在我國(guó)的使用上要緊是缸體、缸蓋、剎車(chē)盤(pán)、機(jī)床支架等等吧，要緊是依照其組織和性能來(lái)推斷的，下面附組織和性能的解釋灰鑄鐵的組織和性能。 [組織]：可看成是碳鋼的基體加片狀石墨。按基體組織的不同灰鑄鐵分為三類(lèi)：鐵素體基體灰鑄鐵；鐵素體一珠光體基體灰鑄鐵；珠光體基體灰鑄鐵。[力學(xué)性能]：灰鑄鐵的力學(xué)性能與基體的組織和石墨的形態(tài)有關(guān)。灰鑄鐵中的片狀石墨對(duì)基體的割裂嚴(yán)峻，在石墨尖角處易造成應(yīng)力集中，使灰鑄鐵的抗拉強(qiáng)度、塑性和韌性遠(yuǎn)低于鋼，但抗壓強(qiáng)度與鋼相當(dāng)，也是常用鑄鐵件中力學(xué)性能最差的鑄鐵。同時(shí)，基體組織對(duì)灰鑄鐵的力學(xué)性能也有一定的阻礙，鐵素體基體灰鑄鐵的石墨片粗大，強(qiáng)度和硬度最低，故應(yīng)用較少；珠光體基體灰鑄鐵的石墨片細(xì)小，有較高的強(qiáng)度和硬度，要緊用來(lái)制造較重要鑄件；鐵素體一珠光體基體灰鑄鐵的石墨片較珠光體灰鑄鐵稍粗大，性能不如珠光體灰鑄鐵。故工業(yè)上較多使用的是珠光體基體的灰鑄鐵。[其他性能]：良好的鑄造性能、良好的減振性、良好的耐磨性能、良好的切削加工性能、低的缺口敏感性2.灰鑄鐵的焊接性2.1鑄鐵焊接性分析

灰鑄鐵在化學(xué)成分上的特點(diǎn)是碳高及S、P雜質(zhì)高，這就增大了焊接接頭對(duì)冷卻速度變化的敏感性及冷熱裂紋的敏感性。在力學(xué)性能上的特點(diǎn)是強(qiáng)度低，差不多無(wú)塑性。焊接過(guò)程具有冷速快及焊件受熱不均勻而形成焊接應(yīng)力較大的專(zhuān)門(mén)性。這些因素導(dǎo)致焊接性不良。要緊問(wèn)題兩方面：一方面是焊接接頭易出現(xiàn)白口及淬硬組織。另一方面焊接接頭易出現(xiàn)裂紋。2.2焊接接頭易出現(xiàn)白口及淬硬組織以含碳為3%，含硅2.5%的常用灰鑄鐵為例，分析電弧焊焊后在焊接接頭上組織變化的規(guī)律。2.2.1焊縫區(qū)當(dāng)焊縫成分與灰鑄鐵鑄件成分相同時(shí)，則在一般電弧焊情況下，由于焊縫冷卻速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鑄件在砂型中的冷卻速度，焊縫要緊為共晶滲碳體+二次滲碳鐵+珠光體，即焊縫差不多為白口鑄鐵組織。防止措施：焊縫為鑄鐵①采納適當(dāng)?shù)墓に嚧胧﹣?lái)減慢焊逢的冷卻速度。如：增大線(xiàn)能量。采納預(yù)熱或者爐中緩冷②調(diào)整焊縫化學(xué)成分來(lái)增強(qiáng)焊縫的石墨化能力。可增加C、Si、Ni等元素促進(jìn)石墨化。對(duì)焊縫石墨阻礙元素異質(zhì)焊縫：若采納低碳鋼焊條進(jìn)行焊接，常用鑄鐵含碳為3%左右，確實(shí)是采納較小焊接電流，母材在第一層焊縫中所占百分比也將為1／3～1／4，其焊縫平均含碳量將為0.7%～1.0%,屬于高碳鋼（C＞0.6%）。這種高碳鋼焊縫在快冷卻后將出現(xiàn)專(zhuān)門(mén)多脆硬的馬氏體。采納異質(zhì)金屬材料焊接時(shí)，必須要設(shè)法防止或減弱母材過(guò)渡到焊縫中的碳產(chǎn)生高硬度組織的有害作用。思路是：改變C的存在狀態(tài)，使焊縫不出現(xiàn)淬硬組織并具有一定的塑性，例如使焊縫分不成為奧氏體，鐵素體及有色金屬是一些有效的途徑。2.2.2半熔化區(qū)特點(diǎn)：該區(qū)被加熱到液相線(xiàn)與共晶轉(zhuǎn)變下限溫度之間，溫度范圍1150～1250℃。該區(qū)處于液固狀態(tài)，一部分鑄鐵已熔化成為液體，其它未熔部分在高溫作用下已轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。1）冷卻速度對(duì)半熔化區(qū)白口鑄鐵的阻礙冷卻專(zhuān)門(mén)快，液態(tài)鑄鐵在共晶轉(zhuǎn)變溫度區(qū)間轉(zhuǎn)變成萊氏體，即共晶滲碳體加奧氏體。接著冷卻則為C飽和的奧氏體析出二次滲碳體。在共析轉(zhuǎn)變溫度區(qū)間，奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w。由于該區(qū)冷速專(zhuān)門(mén)快，在共析轉(zhuǎn)變溫度區(qū)間，可出現(xiàn)奧氏體→馬氏體的過(guò)程，并產(chǎn)生少量殘余奧氏體。其左側(cè)為亞共晶白口鑄鐵，其中白色條狀物為滲碳體，黑色點(diǎn)、條狀物及較大的黑色物為奧氏體轉(zhuǎn)變后形成的珠光體。右側(cè)為奧氏體快冷轉(zhuǎn)變成的竹葉狀高碳馬氏體，白色為殘余奧氏體。還可看到一些未熔化的片狀石墨。當(dāng)半熔化區(qū)的液態(tài)金屬以專(zhuān)門(mén)慢的冷卻速度冷卻時(shí)，其共晶轉(zhuǎn)變按穩(wěn)定相圖轉(zhuǎn)變。最后其室溫組織由石墨+鐵素體組織組成。當(dāng)該區(qū)液態(tài)鑄鐵的冷卻速度介于以上兩種冷卻速度之間時(shí)，隨著冷卻速度由快到慢，或?yàn)槁榭阼T鐵，或?yàn)橹楣怏w鑄鐵，或?yàn)橹楣怏w加鐵素體鑄鐵。阻礙半熔化區(qū)冷卻速度的因素有：焊接方法、預(yù)熱溫度、焊接熱輸入、鑄件厚度等因素。2）化學(xué)成分對(duì)半熔化區(qū)白口鑄鐵的阻礙鑄鐵焊接半熔化區(qū)的化學(xué)成分對(duì)其白口組織的形成同樣有重大阻礙。該區(qū)的化學(xué)成分不僅取決于鑄鐵本身的化學(xué)成分，而且焊逢的化學(xué)成分對(duì)該區(qū)也有重大阻礙。這是因?yàn)楹阜陞^(qū)與半熔化區(qū)緊密相連，且同時(shí)處于熔融的高溫狀態(tài)，為該兩區(qū)之間進(jìn)行元素?cái)U(kuò)散提供了特不有利的條件。某元素在兩區(qū)之間向哪個(gè)方向擴(kuò)散首先決定于該元素在兩區(qū)之間的含量梯度（含量變化）。元素總是從高含量區(qū)域向低含量區(qū)域擴(kuò)散，其含量梯度越大，越有利于擴(kuò)散的進(jìn)行。提高熔池金屬中促進(jìn)石墨化元素（C、Si、Ni等）的含量對(duì)消除或減弱半熔化區(qū)白口的形成是有利的。用低碳鋼焊條焊鑄鐵時(shí)，半熔化區(qū)的白口帶往往較寬。這是因?yàn)榘肴刍瘏^(qū)含C、Si量高于熔池，故半熔化區(qū)的C、Si反而向熔池?cái)U(kuò)散，使半熔化區(qū)C、Si有所下降，增大了該區(qū)形成較寬白口的傾向。2.2.3奧氏體區(qū)該區(qū)被加熱到共晶轉(zhuǎn)變下限溫度與共析轉(zhuǎn)變上限溫度之間。該區(qū)溫度范圍約為820～1150℃，此區(qū)無(wú)液相出現(xiàn)該區(qū)在共析溫度區(qū)間以上，其基體已奧氏體化，加熱溫度較高的部分（靠近半熔化區(qū)），由于石墨片中的碳較多地向周?chē)鷬W氏體擴(kuò)散，奧氏體中含碳量較高；加熱較低的部分，由于石墨片中的碳較少向周?chē)鷬W氏體擴(kuò)散，奧氏體中含碳量較低，隨后冷卻時(shí)，假如冷速較快，會(huì)從奧氏體中析出一些二次滲碳體，其析出量的多少與奧氏體中含碳量成直線(xiàn)關(guān)系。在共析轉(zhuǎn)變快時(shí)，奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w類(lèi)型組織。冷卻更快時(shí)，會(huì)產(chǎn)生馬氏體，與殘余奧氏體。該區(qū)硬度比母材有一定提高。熔焊時(shí)，采納適當(dāng)工藝使該區(qū)緩冷，可使A直接析出石墨而幸免二次滲碳體析出，同時(shí)防止馬氏體形成。2.2.4重結(jié)晶區(qū)專(zhuān)門(mén)窄，加熱溫度范圍780～820℃。由于電弧焊時(shí)該區(qū)加熱速度專(zhuān)門(mén)快，只有母材中的部分原始組織可轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。在隨后冷卻過(guò)程中，奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w類(lèi)組織。冷卻專(zhuān)門(mén)快時(shí)也可能出現(xiàn)一些馬氏體。3.灰鑄鐵的焊接工藝性灰鑄鐵應(yīng)用十分廣泛，在鑄造過(guò)程中也極容易出現(xiàn)缺陷，因此，補(bǔ)焊是鑄鐵業(yè)時(shí)常要做的工作。由于灰鑄鐵的化學(xué)成份和物理性質(zhì)的專(zhuān)門(mén)性，在實(shí)施補(bǔ)焊時(shí)也就不同于一般鋼材的焊接工藝。本文從分析灰鑄鐵化學(xué)成份和物理性質(zhì)入手，進(jìn)而介紹灰鑄鐵常用的補(bǔ)焊方法和補(bǔ)焊缺陷的預(yù)防。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的灰鑄鐵牌號(hào)有HT100、HT150、HT200、HT260、HT300、HT350及HT400?；诣T鐵的焊接性能較差，假如焊接材料和工藝措施選用不當(dāng)，會(huì)在焊縫和熱阻礙區(qū)產(chǎn)生白口、淬硬組織和裂紋三種種嚴(yán)峻缺陷，阻礙補(bǔ)焊的質(zhì)量。關(guān)于灰鑄鐵的補(bǔ)焊有電弧熱焊、半熱焊和冷焊三種工藝，下面對(duì)這三種工藝的特點(diǎn)和工藝方法加以介紹。3.1電弧熱焊焊前將灰鑄鐵件整體或局部預(yù)熱至600～700℃，并在補(bǔ)焊過(guò)程中保持這一溫度，在焊后再采取緩冷措施的工藝方法，稱(chēng)熱焊。灰鑄鐵的熱焊有著突出的優(yōu)點(diǎn)，通近預(yù)熱和緩冷，使焊接部位冷卻速度減慢，可幸免產(chǎn)生白口和淬硬組織，保證焊接處有良好的切削加工性能。由于預(yù)熱溫度較高，使母材和焊縫金屬的溫差變小，大大地降低了接頭的熱應(yīng)力?；诣T鐵在600～700℃時(shí)有一定的塑性，伸長(zhǎng)率可達(dá)2%～3%，因此可有效地防止產(chǎn)生焊接裂紋。熱焊適用于薄壁鑄件，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、剛性較大，易產(chǎn)生裂紋的部件以及對(duì)補(bǔ)焊區(qū)硬度、顏色、密封性、承受動(dòng)載荷要求高的零、部件的補(bǔ)焊。灰鑄鐵熱焊能獲得質(zhì)量最佳的焊接接頭，缺點(diǎn)是勞動(dòng)條件惡劣、生產(chǎn)成本高、生產(chǎn)率較低。3.2半熱焊預(yù)熱溫度在300～400℃時(shí)，稱(chēng)為半熱焊。半熱焊由于預(yù)熱溫度低、冷卻速度較快，需要在石墨化能力更強(qiáng)的焊接材料配合下，才能獲得灰口組織。但能改善勞動(dòng)條件、簡(jiǎn)化補(bǔ)焊工藝。關(guān)于剛性較大鑄件的補(bǔ)焊，半熱焊還具有一定提裂紋傾向。熱焊和半熱焊要采納鑄鐵型焊接材料，使焊縫的組織、硬度和其它物理性能以及顏色等都與母材金屬接近。焊條要選用鑄鐵芯石墨化型焊條，其牌號(hào)為Z248。焊芯直徑為6～12mm，補(bǔ)焊時(shí)采納大電流，可按每毫米焊芯直徑50～60A的電流選用，電源則可交、直流兩用；半熱焊選用鋼芯石墨化型焊條，其牌號(hào)為Z208，焊芯為H08A，藥皮中含有較多的碳、硅、鋁等石墨化元素。在補(bǔ)焊前，鏟除缺陷至露出金屬光澤，用扁鏟、風(fēng)鏟、砂輪等開(kāi)坡口。坡口上緣稍大，底面應(yīng)圓滑過(guò)渡。關(guān)于邊角部位及穿透性缺陷，在補(bǔ)焊前需要造型。造型材料的質(zhì)量分配為：焦碳粉30%、耐火磚粉25%、磷片石墨粉20%、耐火土25%。預(yù)熱設(shè)備一般用焦碳地爐，小件亦可采納氧乙炔焰。補(bǔ)焊時(shí)，除待焊部位外，其余部位均應(yīng)用石棉遮蓋。從缺陷中間引弧，逐漸移向邊緣，較小缺陷可連續(xù)填滿(mǎn)，較大缺陷需逐層堆焊直至填滿(mǎn)。焊后保溫可把工件置于草木灰內(nèi)緩冷，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的大鑄件，可放在預(yù)熱爐內(nèi)加熱到一定溫度后，隨爐冷卻。3.3電弧冷焊電弧冷焊不需專(zhuān)門(mén)的預(yù)熱和緩冷設(shè)備，因此勞動(dòng)條件好、工藝過(guò)程簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率高、成本低。但由于冷卻速度快，接頭的白口及裂紋問(wèn)題比較突出。電弧冷焊適用于大型鑄件中存在的體積較大的缺陷的補(bǔ)焊，操作原則是大電流、連續(xù)焊。缺陷的體積一般在60～100cm3時(shí)就要用到電弧冷焊。為了防止產(chǎn)生裂紋，補(bǔ)焊應(yīng)分區(qū)分段填滿(mǎn)。待每區(qū)段焊縫高出母材3～5mm時(shí)，再向前推進(jìn)一個(gè)區(qū)段，切忌電弧快速全面鋪展，亦不宜分層堆焊。有時(shí)可采納石墨板將缺陷隔為兩部分，先連續(xù)焊完一半，取出石墨板再補(bǔ)焊另一半。收弧時(shí)，將電弧沿焊完的缺陷表面均勻擺動(dòng)，使焊道平坦，冷卻緩慢。大型鑄件中的中等缺陷——體積在20～50cm3之間的情況下可采納連續(xù)焊工藝一次焊完。缺陷小于20cm3時(shí)除連續(xù)一次填滿(mǎn)缺陷外，再向上堆高3～5mm，趁焊縫表面還處于紅熱狀態(tài)時(shí)，用鋼板刮去高出部分，接著再堆高3～5mm，反復(fù)進(jìn)行三次以上，若焊件與缺陷的比例越大，則反復(fù)進(jìn)行堆高的次數(shù)就越多。電弧冷焊采納的焊條一般用鑄鐵型焊條，牌號(hào)為Z248、Z208。焊件厚度、焊條直徑和焊接電流的關(guān)系見(jiàn)表一焊件厚度/mm15～2525～40＞40焊條直徑/mm568～10焊接電流/A250～300300～360350～500（表一）電弧冷焊亦可采納非鑄鐵型（異質(zhì)焊縫）焊條，此類(lèi)焊條分為鎳基和鋼基兩大類(lèi)。3.4鎳基焊條特點(diǎn)是焊縫硬度較低、熔合區(qū)白口層薄，且成斷續(xù)分布，焊縫的顏色與灰鑄鐵相近，適于加工面的補(bǔ)焊。鎳基焊條在下列三種：1）純鎳鑄鐵焊條（Z308）該焊條是純鎳芯、強(qiáng)石墨化型藥皮的鑄鐵焊條。電源可交、直流兩用，能進(jìn)行全位置焊接。施焊時(shí)，焊件不預(yù)熱，是冷焊焊條中抗裂性、切削加工性、操作工藝性及力學(xué)性能等綜合性能較好的一種焊條。廣泛用于薄件及加工面的補(bǔ)焊。2）鎳鐵鑄鐵焊條（Z408）該焊條是鎳鐵芯（Ni55%、Fe45%）、強(qiáng)石墨化型藥皮的鑄鐵焊條?？山?、直流兩用，能全位置焊接。施焊時(shí)，焊件可不預(yù)熱，具有強(qiáng)度高、塑性好、抗裂性?xún)?yōu)良、與母材金屬熔合好等特點(diǎn)。熔合區(qū)白口寬度為0.1mm左右。加工性比純鎳型焊條稍差，可用于重要灰鑄鐵的補(bǔ)焊。3）鎳銅鑄鐵焊條（Z508）它是鎳銅合金焊芯（Ni70%、Cu30%）、強(qiáng)石墨化藥皮的鑄鐵焊條。電源可交、直流兩用，能進(jìn)行全位置焊接。工藝性能和加工性能接近純鎳焊條和鎳鐵焊條，但由于收縮率較大，焊縫金屬的抗拉強(qiáng)度低，不宜用于剛性大的鑄件補(bǔ)焊。可在常溫或低溫預(yù)熱（300℃）焊接。用于強(qiáng)度要求不高、塑性要求好的灰鑄鐵件的補(bǔ)焊。3.5鋼基焊條焊芯采納低碳鋼焊芯，焊后焊縫中易出現(xiàn)熱裂紋、冷裂紋和淬硬組織，熔合區(qū)白口寬度較大，焊接質(zhì)量不能令人中意，但價(jià)格廉價(jià)，目前仍有一定的應(yīng)用空間。1）低碳鋼芯氧化性藥皮焊條（Z100）藥皮中含有較多赤鐵礦（Fe2O3）、大理石（CaCO3）等強(qiáng)氧化物質(zhì)，目的是通過(guò)碳的氧化反應(yīng)來(lái)降低焊縫中的含碳量。第一層焊縫碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均為0.8%，屬高碳鋼，焊縫硬度達(dá)40～50HRC，熔合區(qū)白口層寬約0.2mm，接頭無(wú)法加工。常用于不要求加工，致密性及受力較低的缺陷部位的補(bǔ)焊。2）低碳網(wǎng)鐵粉型焊條（Z122Fe）藥皮這鈦鈣型，加入低碳鐵粉的目的是降低焊縫的含碳量。第一層焊縫碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可降至0.48～0.56%，屬中碳鋼上限，最高硬度可達(dá)320HBS，專(zhuān)門(mén)難加工，常用于非加工面的補(bǔ)焊。3）低碳鋼芯低氫型藥皮高釩鑄鐵焊條（Z116、Z117）熔敷金屬中釩的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)11%，最在優(yōu)點(diǎn)是焊縫具有優(yōu)越的抗裂性能，致密性好、塑性高（伸長(zhǎng)率28%～36%），且抗拉強(qiáng)度可達(dá)558Mpa，專(zhuān)門(mén)難加工，用于非加工件的補(bǔ)焊。鋼基焊縫的顏色與灰鑄鐵的顏色相差較大，當(dāng)要求兩者顏色一致時(shí)，鋼焊條無(wú)法滿(mǎn)足。在使用非鑄鐵型（異質(zhì)焊縫）焊條進(jìn)行灰鑄鐵缺陷的補(bǔ)焊時(shí)在工藝上要注意以下幾點(diǎn)：1）在保證電弧穩(wěn)定燃燒的前提下，采納盡可能小的焊接電流。焊接第1、2層時(shí)應(yīng)采納小直徑焊條，焊接電流可按焊條直徑的29～34倍選用。2）在保證焊縫正常成形及母材金屬熔合良好的前提下，采納盡可能快的焊接速度，并盡量壓低電弧，采納短弧焊。3）采納短段焊，斷續(xù)焊，分散焊及焊后立即捶擊焊縫等工藝措施，降低焊接應(yīng)力，防止產(chǎn)生裂紋。每次焊縫長(zhǎng)度10～40mm。4）采納合理的焊接順序，以減少應(yīng)力。厚板多層焊時(shí)的焊接順序，應(yīng)先焊坡口面焊道，再焊中間層焊道。4.灰鑄鐵同質(zhì)（鑄鐵型）焊縫的熔焊4.1電弧熱焊（從有關(guān)焊接歷史文獻(xiàn)中能夠明白，金屬極電弧焊發(fā)時(shí)后，首先是應(yīng)用于鑄鐵件的焊補(bǔ)。當(dāng)時(shí)焊接冶金還未開(kāi)始系統(tǒng)研究，人們就用與灰鑄鐵件成分基相同的鑄鐵圓棒（沒(méi)有藥皮）作為焊接材料進(jìn)行鑄鐵件缺陷的焊補(bǔ)嘗試，發(fā)覺(jué)焊后焊縫易出現(xiàn)裂紋，焊縫白口嚴(yán)峻，為了解決上述問(wèn)題，因此人們采取了對(duì)工件進(jìn)行整體預(yù)熱焊接的嘗試，發(fā)覺(jué)如此做有助于問(wèn)題的解決，因此熱焊是鑄鐵焊接應(yīng)用最早的一種工藝，以后焊接工作者又不斷地完善熱焊工藝。）將工件整體或有缺陷的局部位置預(yù)熱到600～700℃（暗紅色），然后進(jìn)行焊補(bǔ)，焊后并進(jìn)行緩冷的鑄鐵焊補(bǔ)工藝，人們稱(chēng)“熱焊”。預(yù)熱的選擇：對(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜（如缸體）且焊補(bǔ)處拘束度專(zhuān)門(mén)大的焊件，宜采納整體預(yù)熱，采納局部預(yù)熱焊，會(huì)在焊補(bǔ)處產(chǎn)生高拉應(yīng)力，而再出現(xiàn)裂紋。對(duì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而焊補(bǔ)的地點(diǎn)拘束度較小的焊件，可采納局部預(yù)熱拘束度大，是指焊縫處于高拉應(yīng)力狀態(tài)中，故易裂，拘束度小，是指焊補(bǔ)的地點(diǎn)有一定的自由膨脹及收縮的余地，焊縫受應(yīng)力小。電弧熱焊的優(yōu)點(diǎn)：①有效地減少了焊接接頭上的溫差，而且鑄鐵由常溫完全無(wú)塑性改變?yōu)橛幸欢ㄋ苄?，灰鑄鐵在600～700℃時(shí)，伸長(zhǎng)率可達(dá)2～3%，再加以焊后緩慢冷卻，焊接應(yīng)力狀態(tài)大為改善。②600～700℃預(yù)熱，石墨化過(guò)程進(jìn)行比較充分，焊接接頭有完全防止白口及淬硬組織的產(chǎn)生，從而有效地防止了裂紋。缺點(diǎn)：①預(yù)熱溫度高，勞動(dòng)條件專(zhuān)門(mén)壞，焊補(bǔ)時(shí)焊工胸前高溫烤，背后涼風(fēng)吹（電扇），軀體前后溫差專(zhuān)門(mén)大，工人容易得病。②將焊件加熱到600～700℃需消耗專(zhuān)門(mén)多燃料，焊補(bǔ)成本高，工藝復(fù)雜，生產(chǎn)率低。預(yù)熱方法：一些大型拖拉機(jī)廠(chǎng)，汽車(chē)廠(chǎng)生產(chǎn)鑄件多，焊補(bǔ)量大，焊補(bǔ)要求高，常裝備有專(zhuān)門(mén)進(jìn)行鑄鐵熱焊的連續(xù)式煤氣加熱爐。鑄鐵焊補(bǔ)前，進(jìn)入裝有傳送帶的煤氣加熱爐，依次通過(guò)低溫（200～350℃）、中溫（350～600℃）及高溫（600～700℃）加熱，使焊件升溫緩慢而均勻，然后出爐焊補(bǔ)，焊補(bǔ)后再把焊件送入另一傳送帶，反過(guò)來(lái)由高溫區(qū)到低溫區(qū)出爐，以消除焊接應(yīng)力。一般中，小型鑄造車(chē)間及修配廠(chǎng)常采納地爐或磚砌的明爐加熱，燃料常用焦炭、木炭，也可用煤氣火焰及氧乙炔焰加熱。焊接材料：鑄鐵熱焊時(shí)雖采取了預(yù)熱緩冷的措施，但焊縫一般依舊快于鑄鐵鐵液在砂型中的冷卻速度，為了保證焊縫石墨化，不產(chǎn)生白口組織且硬度合適，焊縫中總的C、Si含量還應(yīng)稍大于母材。經(jīng)研究認(rèn)為電弧熱焊時(shí)焊縫中W(C)=3%～3.8%，W（Si）=3%～3.8%,W(C+Si)=6%～7.6%為宜。熱焊時(shí)采納大直徑鑄鐵芯焊條，配合采納大電流，可加快焊補(bǔ)速度，縮短焊工從事熱焊的時(shí)刻，熱焊時(shí)工人情愿采納大直徑鑄鐵芯焊條。電弧熱焊要緊適用于厚度大于10mm以上工件缺陷的焊補(bǔ)，若對(duì)10mm以下薄件的焊補(bǔ)，則易發(fā)生燒穿等問(wèn)題。適用于鑄鐵焊接電弧焊用的藥芯焊絲。外皮由低碳鋼帶制成，內(nèi)裝有石墨、硅鐵、鋁粉等石墨化劑。優(yōu)點(diǎn)：能夠用較大焊接電流，熔敷率達(dá)5～19kg/h，15mm以上大中厚型缺陷焊接修復(fù)。4.2氣焊應(yīng)用：氧乙炔火焰溫度（<3400℃）比電弧溫度（6000～8000℃）低專(zhuān)門(mén)多，而且熱量不集中，專(zhuān)門(mén)適于薄壁鑄件的焊補(bǔ)。優(yōu)點(diǎn)：氣焊時(shí)需用較長(zhǎng)時(shí)刻才能將焊補(bǔ)處加熱到焊補(bǔ)溫度，而且其加熱面積又較大，實(shí)際上相當(dāng)于焊補(bǔ)處先局部預(yù)熱再進(jìn)行焊接的過(guò)程。在采納適當(dāng)成分的鑄鐵焊芯對(duì)薄壁件的缺陷進(jìn)行氣焊焊補(bǔ)時(shí)，由于冷速較慢，有利于石墨化過(guò)程的進(jìn)行。焊縫易得到灰鑄鐵組織，而HAZ也不易產(chǎn)生白口或其他淬硬組織。缺點(diǎn)：工件受熱面積大，焊接熱應(yīng)力較大，焊補(bǔ)剛度較大的缺陷時(shí)比熱焊更生冷裂紋。4.3焊縫為鑄鐵型的電弧冷焊電弧冷焊優(yōu)點(diǎn)：焊前對(duì)被焊補(bǔ)的工件不預(yù)熱，焊工勞動(dòng)條件好，焊補(bǔ)成本低，焊補(bǔ)過(guò)程短，焊補(bǔ)效率高。關(guān)于預(yù)熱專(zhuān)門(mén)困難的大型鑄件或不能預(yù)熱的已加工面等情況更適于采納。易出現(xiàn)的問(wèn)題：①鑄鐵型焊縫的焊接熔池及其HAZ冷卻速度專(zhuān)門(mén)快，易產(chǎn)生白口及馬氏體。②焊件上的溫度場(chǎng)專(zhuān)門(mén)不均勻，使焊縫產(chǎn)生較高的拉應(yīng)力，而灰鑄鐵的焊縫強(qiáng)度較低，差不多無(wú)塑性，焊后專(zhuān)門(mén)容易產(chǎn)生冷裂紋。解決措施：1、提高焊縫石墨化的能力。冷焊條件下焊縫中W(C)=4.0%～5.5%,Si=3.5%～4.5%,C+Si=7.5～10%，比較合適。過(guò)去一般都趨向于提高焊縫含硅量（4.5%～7%）.把C操縱在3%左右，通過(guò)近年來(lái)大量研究工作表明，適當(dāng)提高焊縫含C量及適當(dāng)保持焊縫含Si量較為理想。緣故：⑴提高焊縫含C量對(duì)減弱與消除半熔化區(qū)白口作用比提高Si有效，因?yàn)橐簯B(tài)時(shí)，C的擴(kuò)散能力比Si強(qiáng)十倍左右。⑵在C、Si總量一定時(shí)，提高焊縫含C量比提高焊縫含硅量更能減少焊縫收縮量，從而對(duì)降低焊縫裂紋敏感性有好處。⑶焊縫含Si量>7.5%時(shí)，Si對(duì)鐵素體固溶強(qiáng)化，使焊縫硬度升高，C不存在這一問(wèn)題。2、焊縫中加入Ca、Ba、Al等，這些微量元素的加入，可形成高熔點(diǎn)的硫化物、氧化物等，成為石墨形核的異質(zhì)核心，加速焊縫石墨化過(guò)程。3、為了防止焊接接頭上出現(xiàn)白口及淬硬組織，采取大的焊接熱輸入工藝，即采納大電流、連續(xù)焊工藝來(lái)降低焊縫冷卻速度。4、（過(guò)去電弧冷焊灰鑄鐵，受傳統(tǒng)觀念束縛，一直使焊縫也成為灰鑄鐵，但灰鑄鐵石墨為片狀，片狀石墨的尖端是高應(yīng)力集中區(qū)，加以鑄鐵焊縫強(qiáng)度低，無(wú)塑性，又采納大電流連續(xù)工藝，工件局部受熱較嚴(yán)峻，焊縫應(yīng)力狀態(tài)較嚴(yán)峻，專(zhuān)門(mén)易形成冷裂紋。）近期，通過(guò)冶金處理，改變焊縫石墨的形態(tài)，甚至使石墨成為球狀，并操縱基體為鐵素體+珠光體，使焊縫的抗冷裂能力獲得提高。鑄鐵型焊縫電弧冷焊存在專(zhuān)門(mén)多局限性：⑴焊縫強(qiáng)度低、塑性差，焊補(bǔ)較大剛度缺陷時(shí)易出現(xiàn)裂紋。⑵焊縫為鑄鐵型，由于冷速快，焊縫易出現(xiàn)白口。⑶由于工藝要求采納大電流、連續(xù)焊，關(guān)于薄壁件缺陷的焊補(bǔ)有困難。5灰鑄鐵的焊接裂紋及預(yù)防鑄鐵焊接時(shí)專(zhuān)門(mén)容易產(chǎn)生裂紋。裂紋的組要類(lèi)型是冷裂紋，其次是熱裂紋。5.1冷裂紋焊接時(shí)產(chǎn)生這種裂紋的溫度一般在攝氏度以下，多發(fā)生在焊縫和熱阻礙區(qū)阻礙區(qū)以上。5.1.1、冷裂紋產(chǎn)生的要緊因素a灰鑄鐵強(qiáng)度低，塑性幾乎為零，無(wú)塑性變形能力；b焊件上受到不均勻的加熱和冷卻，產(chǎn)生熱應(yīng)力和收縮應(yīng)力。焊件上溫差大，這些應(yīng)力也愈大。、c焊接接頭上產(chǎn)生了白口組織和淬硬組織，這些組織比灰鑄鐵還脆，尤其白口組織，不能塑性變形，最易開(kāi)裂。5.1.2、焊縫上的冷裂紋要緊決定于焊縫金屬的性質(zhì)a鑄鐵型（同質(zhì)）焊縫是否產(chǎn)生冷裂紋決定于焊縫的組織。當(dāng)焊縫中有白口鑄鐵時(shí)容易開(kāi)裂，因白口鑄鐵的收縮率大于母材的收縮率，憨厚產(chǎn)生較大的收縮應(yīng)力，白口鑄鐵無(wú)法承受大的收縮應(yīng)力。焊縫中滲碳體量越多，越容易產(chǎn)生裂紋；但焊縫的基體為鐵索體或珠光體，而石墨化過(guò)程進(jìn)行的較充分時(shí)，焊縫就不易產(chǎn)生裂紋。因?yàn)槭^(guò)程伴隨著體積膨脹，能夠松弛部分收縮應(yīng)力。這是能導(dǎo)致開(kāi)裂的緣故要緊是石墨的形態(tài)及其分布，粗而長(zhǎng)的片狀石墨筆細(xì)而短的片狀石墨容易開(kāi)裂，假如焊縫中的石墨呈團(tuán)絮狀或球狀，則具有較好的抗裂性能。b、非鑄鐵型（異質(zhì)）焊縫是否產(chǎn)生冷裂紋決定于焊縫金屬的塑性和焊接工藝的合理配合。當(dāng)焊縫為奧氏體、鐵素體或鎳基、銅基的焊縫時(shí)，由于較好的塑形而不易產(chǎn)生冷裂紋；當(dāng)采納低碳鋼或其他合金焊條做鑄鐵電弧冷汗時(shí)，第一層焊縫因母材（灰鑄鐵）的熔入而變成高碳鋼，快速冷卻時(shí)就會(huì)產(chǎn)生淬硬組織高低馬氏體，容易產(chǎn)生冷裂紋。5.1.3熱阻礙比上的冷裂紋在電弧冷焊灰鑄鐵時(shí)，阻礙區(qū)上容易產(chǎn)生冷裂紋。前已述及熱阻礙區(qū)內(nèi)的半熔化區(qū)（溫度范圍為1150-1250℃）及奧氏體區(qū)（溫度范圍為820-1150℃）在快速冷卻時(shí)就容易產(chǎn)生滲碳體和馬氏體淬硬組織，當(dāng)焊接應(yīng)力超過(guò)了它們的強(qiáng)度時(shí)就會(huì)產(chǎn)生裂紋。裂紋多為縱向分布，且常出現(xiàn)在半熔化區(qū)與奧氏體交界處，沿界面開(kāi)裂，會(huì)造成整個(gè)焊縫金屬剝離下來(lái)。焊縫為碳鋼時(shí)，半熔合區(qū)為白口組織，奧氏體區(qū)位石墨化不完全的半白口組織或馬氏體組織。焊縫的收速率約為2.17%，半熔化區(qū)約為2.3%，奧氏體區(qū)約為1.1%，冷卻過(guò)程中收縮率不同的三個(gè)部分之間，必定產(chǎn)生專(zhuān)門(mén)大的剪切應(yīng)力，當(dāng)超過(guò)材料的抗剪強(qiáng)的時(shí)，就會(huì)沿界面裂開(kāi)，嚴(yán)峻時(shí)發(fā)生整個(gè)焊縫剝離。厚壁鑄件冷卻時(shí)，由于坡口深，須多層焊，積存的焊接應(yīng)力也容易產(chǎn)生焊縫剝離；關(guān)于同質(zhì)焊縫，假如焊縫強(qiáng)度高，如采納高釩鑄鐵焊條，焊接時(shí)不采取減少焊接應(yīng)力的措施的話(huà)，也容易產(chǎn)生焊縫的剝離。5.1.4防止冷裂紋的措施減小焊接接頭的應(yīng)力和幸免焊接接頭出現(xiàn)滲碳體和馬氏體是防止灰鑄鐵冷裂紋的差不多措施。a鑄鐵型焊縫時(shí)，焊前預(yù)熱，焊后緩冷。如此既可減小焊接應(yīng)力又能幸免白口等脆性組織的產(chǎn)生。b非鑄鐵型焊縫時(shí)，選用好焊縫具有良好塑性的焊接材料，如此能夠松弛焊接應(yīng)力。c再焊補(bǔ)厚大鑄鐵件時(shí)，采取開(kāi)窄坡口、內(nèi)填板等措施以減小焊縫體積，減小焊接應(yīng)力；也能夠焊前在坡口內(nèi)載絲，以分散焊接應(yīng)力。d在工藝上采納短段焊、斷續(xù)分散焊和焊后錘擊焊縫等手段能夠減小焊接應(yīng)力。5.2熱裂紋灰鑄鐵的焊接熱裂紋要緊出現(xiàn)在焊縫上。鑄鐵型焊縫對(duì)熱裂紋不敏感，因?yàn)楹缚p高溫時(shí)石墨析出，使體積增加，有助于減小焊接應(yīng)力，在非鑄鐵型焊縫中，假如用碳鋼焊條，則焊縫極易產(chǎn)生熱裂紋，用鎳基焊條時(shí)也有一定的熱裂傾向。5.2.1產(chǎn)生熱裂紋的要緊因素用低碳鋼焊條焊接灰鑄鐵的第一層焊縫最容易發(fā)生熱裂紋，因?yàn)樽鳛槟覆牡幕诣T鐵其碳、硫和磷含量高，熔入第一層焊縫的量較多使鋼質(zhì)焊縫平均含碳、硫和磷增加，而碳、硫和磷是碳鋼發(fā)生結(jié)晶裂紋的有害元素。因此第一層焊縫產(chǎn)生熱裂紋機(jī)率最大。用鎳基焊條焊接時(shí)，也因母材熔入焊縫使硫、磷有害元素增加，易生成低熔共晶物，如Ni—Ni3S5的共晶溫度為644℃，Ni—Ni3P的共晶溫度為880℃，故鎳基焊縫也有熱裂傾向。5.2.2熱裂紋的防止防止焊縫金屬產(chǎn)生熱裂紋的途徑是從冶金處理和焊接工藝兩方面采取措施。在冶金方面，通過(guò)調(diào)整焊縫化學(xué)成分，使其脆性溫度區(qū)間縮小；加入稀土元素，增強(qiáng)脫硫、去磷能力以減少晶間低溶物質(zhì)；是晶粒細(xì)化等。在工藝方面要正確制定冷焊操作工藝使焊接應(yīng)力降低和使母材熔入焊縫中的比例（既熔合比）盡可能小。6.灰鑄鐵的焊接檢驗(yàn)焊接質(zhì)量檢驗(yàn)貫穿整個(gè)焊接過(guò)程，包括焊前、焊接過(guò)程中和焊后成品檢驗(yàn)三個(gè)時(shí)期。

6.1焊接質(zhì)量檢驗(yàn)的內(nèi)容和要求

（1）焊前檢驗(yàn)

焊前檢驗(yàn)是指焊件投產(chǎn)前應(yīng)進(jìn)行的檢驗(yàn)工作，是焊接檢驗(yàn)的第一時(shí)期，其目的是預(yù)先防止和減少焊接時(shí)產(chǎn)生缺陷的可能性。包括的項(xiàng)目有：

①檢驗(yàn)焊接差不多金屬、焊絲、焊條的型號(hào)和材質(zhì)是否符合設(shè)計(jì)或規(guī)定的要求；

②檢驗(yàn)其他焊接材料，如埋弧自動(dòng)焊劑的牌號(hào)、氣體愛(ài)護(hù)焊愛(ài)護(hù)氣體的純度和配比等是否符合工藝規(guī)程的要求

③對(duì)焊接工藝措施進(jìn)行檢驗(yàn)，以保證焊接能順利進(jìn)行；

④檢驗(yàn)焊接坡口的加工質(zhì)量和焊接接頭的裝配質(zhì)量是否符合圖樣要求；

⑤檢驗(yàn)焊接設(shè)備及其輔助工具是否完好，接線(xiàn)和管道聯(lián)接是否合乎要求；

⑥檢驗(yàn)焊接材料是否按照工藝要求進(jìn)行去銹、烘干、預(yù)熱等；

⑦對(duì)焊工操作技術(shù)水平進(jìn)行鑒定；

⑧檢驗(yàn)焊接產(chǎn)品圖樣和焊接工藝規(guī)程等技術(shù)文件是否齊備。

（2）焊接生產(chǎn)過(guò)程中的檢驗(yàn)

焊接過(guò)程中的檢驗(yàn)是焊接檢驗(yàn)的第二時(shí)期，由焊工在操作過(guò)程中，其目的是為了防止由于操作緣故或其他專(zhuān)門(mén)因索的阻礙而產(chǎn)生的焊接缺陷，便于及時(shí)發(fā)覺(jué)問(wèn)題并加以解決。包括：①檢驗(yàn)在焊接過(guò)程中焊接設(shè)備的運(yùn)行情況是否正常；

②對(duì)焊接工藝規(guī)程和規(guī)范規(guī)定的執(zhí)行情況；

③焊接夾具在焊接過(guò)程中的夾緊情況是否牢固；

④操作過(guò)程中可能出現(xiàn)的未焊透、夾渣、氣孔、燒穿等焊接缺陷等；⑤焊接接頭質(zhì)量的中間檢驗(yàn)，如厚壁焊件的中間檢驗(yàn)等。

焊前檢驗(yàn)和焊接過(guò)程中檢驗(yàn)，是防止產(chǎn)生缺陷、幸免返修的重要環(huán)節(jié)。盡管多數(shù)焊接缺陷能夠通過(guò)返修來(lái)消除，但返修要消耗材料、能源、工時(shí)、增加產(chǎn)品成本。通常返修要求采取更嚴(yán)格的工藝措施，造成工作的苦惱，而返修處可能產(chǎn)生更為復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)，成為新的阻礙結(jié)構(gòu)安全運(yùn)行的隱患。

（3）成品檢驗(yàn)

成品檢驗(yàn)是焊接檢驗(yàn)的最后時(shí)期，需按產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求逐項(xiàng)檢驗(yàn)。包括的項(xiàng)目要緊有：檢驗(yàn)焊縫尺寸、外觀及探傷情況是否合格；產(chǎn)品的外觀尺寸是否符合設(shè)計(jì)要求；變形是否操縱在同意范圍內(nèi)；產(chǎn)品是否在規(guī)定的時(shí)刻內(nèi)進(jìn)行了熱處理等。成品檢驗(yàn)方法有破壞性和非破壞性?xún)纱箢?lèi)，有多種方法和手段，具體采納哪種方法，要緊依照產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、有關(guān)技術(shù)條件和用戶(hù)的要求來(lái)確定。

6.2焊接質(zhì)量檢驗(yàn)的方法

焊接質(zhì)量的檢驗(yàn)方法分為非破壞性和破壞性?xún)深?lèi)，見(jiàn)表。表二焊接檢驗(yàn)方法6.2.1非破壞性檢驗(yàn)

要緊是對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行檢驗(yàn)。

（1）外觀檢查

（2）無(wú)損檢驗(yàn)

①表面檢查：磁粉探傷（MT）；滲透探傷（PT），包括：著色和熒光檢驗(yàn)

②內(nèi)部檢查：超聲探傷（UT），射線(xiàn)探傷（RT），包括，X射線(xiàn)、γ射線(xiàn)和高能射線(xiàn)。

（3）接頭的強(qiáng)度試驗(yàn)：水壓試驗(yàn)；氣壓試驗(yàn)

（4）致密性檢驗(yàn)：氣密性試驗(yàn)；氨滲漏試驗(yàn)等。

（5）硬度檢驗(yàn)。

6.2.2破壞檢驗(yàn)

要緊是對(duì)試樣進(jìn)行檢驗(yàn)。

（1）機(jī)械性能試驗(yàn)：拉伸（室溫、高溫）試驗(yàn)，彎曲試驗(yàn)；硬度試驗(yàn)，沖擊試驗(yàn)，斷裂韌性試驗(yàn)，疲勞試驗(yàn)；其它試驗(yàn)。（2）化學(xué)分析試驗(yàn)：化學(xué)成分分析試驗(yàn)