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1前言
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1 }/ f+ m) k0 ^4 c+ N铸铁是机械工业中应用广泛的材料。但铸件在生产中由于各种原因经常会产生铸造缺陷，如砂眼、缩孔、密集性气孔、裂纹、夹砂、疏松、欠肉等，及在使用中常出现裂纹、损坏等缺陷。因此，铸铁件的焊补就成为很普遍、很重要的问题，搞好这项工作就能节约大量的人力、物力和财力，所以焊补具有很重要的意义，但灰口铸铁件的焊接性较差，如工艺不当，极易产生以下问题：
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% c# G- Q1 L! k, [% o# _1.1焊接接头易产生白口组织 1 _+ M. `3 }* I* a/ a. }, ]+ E
- g7 [2 U2 i N x3 I4 ?铸铁件焊补时，由于石墨化元素不足和冷却速度快，往往会在焊缝与母材交界的熔合线处生成白口组织，严重时会使整个焊缝断面全部白口化（宏观金相时，很直观）。白口组织既硬又脆，很难进行机械加工，而且容易在焊接区域产生裂纹。 - e& ~* P9 K. a. ]
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1.2焊接接头容易产生热应力裂纹
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2 q+ ^# D5 T! P8 D2 |焊补灰口铸铁具有工件受热不均匀、焊接应力大及冷却速度快等特点, 使强度低、塑性差的铸铁件，在热应力下很容易形成裂纹。当焊接接头存在白口组织时，应力更加严重，加剧了裂纹倾向，严重时，可使整个焊缝沿半熔化区从母材上剥离。
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1.3 易产生气孔和难熔的氧化物 3 U) c( I4 z7 `4 ]( C( K8 o
* z/ z) M$ I, \) D2 \铸铁件晶粒粗大，在铸造时会产生残留气孔、疏松、夹砂、缩孔等缺陷，在长时间使用中，这些缺陷又浸透了油、锈、水分、污物等，焊接时不可能得到彻底的处理，经高温挥发，焊接时熔池金属从液态转为固态时有部分气体来不及逸出，而形成气孔缺陷，尤其铸件中的杂质形成的氧化物（主要是Si2O）熔点高，易形成夹渣和不熔合及熔合不良缺陷，这些缺陷严重的影响了焊接质量。 : v5 D- s0 l k
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1.4变质铸铁不易熔合
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% V; `9 m* t" b+ `7 t有些铸铁件由于长时间在高温等环境下工作，则石墨析出量增多并聚集长大，石墨熔点高，难于熔合，同时高温生成Fe、Mn、Si等金属氧化物, 其熔点也高，焊补时铁水与熔渣不清, 形不成熔池，烟雾大，焊条熔滴打滚, 不熔合，增加了焊补难度。
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: h0 Q/ I! M, K9 A铸铁件的冷焊法一般采用焊条电弧焊方法进行。具有工艺简单、焊工劳动条件较好；焊前不预热，焊件在冷状态下焊接，受热小、变形小、熔池小，可全位置进行施焊，焊接工艺得当的情况下，白口层较薄，可进行机械加工。经过多年实践，总结出保证铸铁冷焊质量的20条工艺措施和方法。做法如下：
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2缺陷的检查 4 d' y7 G4 y# N3 x) O4 N1 Y- Q
; L# f) ~9 V ~; D! C焊前对铸件缺陷（主要指裂纹）的检查是非常重要的，只有全部发现问题，才能处理彻底，其做法是：
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2.1 用5~10倍放大镜查出裂纹的最终点。
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2.2 将裂纹不明显的部位，用火焰加热到200℃左右，可用热胀冷缩法将不明显的裂纹显示出来。
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2.3 还可用煤油渗透法来检查，渗煤油后，擦去表面的油渍，再撒上一层滑石粉，用小锤轻敲，不明显的裂纹就会显露出来。 + o" L3 @/ k3 j, a5 z" e7 h* b/ l
! J2 r% v% B- i4 c2 W$ v' b" F3坡口型式 4 H# h' ?6 P' E9 D- n0 }! B1 ]
% p3 e( I' j; Z t0 Y( v坡口可开成V型或U型，坡口底部要求带有圆角，坡口角度视铸件厚薄、缺陷形状而定，一般以50°~70°为宜。这样可减少母材在焊缝中的熔合比，达到减少焊接应力、防止裂纹、避免焊道根部剥离的目的。 / J) G+ x" R) }4 }
S! x0 J, u( k4钻止裂孔 $ O* c$ U& ]; B4 A- P( J4 H
( Z* X2 e; w: @* A9 r; b w# y钻止裂孔是为了防止铸件在焊接中受热时裂纹继续向两端延伸扩展，并减缓焊接应力的有效措施。根据铸铁件缺陷厚薄，一般钻Ф6~10mm孔即可，孔的上端用较大的钻头扩成喇叭口状，以利焊接熔合良好。 & j! ^7 D: z3 e% k4 s) Y
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5焊接场地的要求
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最好选择室温在15℃以上的室内施焊，一般不宜在露天作业，严禁在通风处施焊。 ( V6 J8 u5 C6 b# N2 C7 a
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6焊前清理
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* f" i- ~4 y7 h$ O由于使用过的铸铁件一般沾满油污、水分及锈蚀等，焊接时如不彻底清理干净，将严重影响焊接质量，甚至焊接不能顺利进行，所以焊前的清理工作十分重要，要求露出金属光泽。
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7焊接材料的选择 / U8 g$ E, n8 I
7 E: E! W* H$ ^3 T" S为确保补焊质量，正确选择焊接材料是关键。由于铸铁材质不同，各种金属元素含量不一，石墨的存在形式不同，铸铁缺陷内部的腐蚀渗透也不一样。我们的经验是：选用焊条应主要看焊条熔化时对焊件的熔合是否良好，与母材熔合良好，能均匀稳定地进行焊接，就是较理想的焊接材料。 7 u; R: `4 q: R8 u. R3 m- x
. V& h# E# i- `6 U* O0 I) A7 \8 L如采用普低钢电焊条（E4315、E4316、E5015、E5016等）。优点是成本低，抗裂性较好，能与母材较好的熔合，有一定的强度，适合于不要求机加工的铸铁件补焊。其缺点是焊缝的塑性较差，如工艺采取不当，焊缝易产生裂纹和剥离现象。 7 V# S0 ?; J' A+ i) F+ b
. U1 h% a$ Y* a/ @8 V采用镍基铸铁焊条，其抗裂性及机加工性均好，能溶解碳而不形成脆硬组织，同时镍是较强的石墨化元素, 对减弱熔合区白口层有利，不易出现裂纹。但价格较贵，不利于大量或大面积的铸铁补焊时使用。采用镍基焊条焊过渡层，再用普低钢焊条填充坡口。实践证明，选用该方法进行铸铁冷焊，不但焊接质量令人满意，而且大大降低了焊接材料成本。 % B1 r+ p4 ]# M0 y A+ {; w Y
- t }# Z1 E M与此同时，我们还将CO2气体保护半自动焊用于铸铁件的补焊（焊丝选用H08Mn2SiA），也取得了很好的效果。
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+ q. D9 [; W3 {8电源极性 ) y+ v6 ] I; b0 v2 D& M- r0 K
5 L; e! C8 t m焊接电源交、直流均可，但以直流为宜。镍基焊条应用直流反接，碳钢焊条（指碱性）采用直流反接为好。 ( W2 O' h% k# K9 Z; z
8 {$ H% F/ T0 l: P3 c' p9焊前低温预热
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焊前预热能均衡焊接区域的温度, 对控制白口层，减少焊接热应力，进一步清理坡口内的油污、水分等杂质, 使焊缝熔合良好大有好处。
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其做法是用氧-乙炔等火焰将坡口以及坡口两侧各100mm内预热到150℃左右，但应注意预热温度上升要均匀，不能在某一点或区域上升太快。
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) Z/ Q. W; K+ N1 y' X10焊接电流要适中 % l; C& T1 i& L. i" H
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施焊电流的大小选择很重要，必须严格掌握。当电流过大时，焊接区域温度上升得既快又高，热影响区增大，产生的热应力也明显增高，出现裂纹和剥离的倾向也会增大；而焊接电流过小，使母材熔合不好，强度下降，也容易产生裂纹。为降低焊接温度并使其熔合良好，应尽量采用小直径焊条施焊，焊接电流可按附表选取。 # ^+ A2 r |: g9 s$ l
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发表于 2012-7-10 08:47:35
楼主
发表于 2012-7-11 11:21:41