水泵端盖出现裂纹，材质是ZG1Cr13补焊问题

lauhob

最近厂里有一台水泵出现裂纹，是泵端盖出现裂纹，图纸和具体位置我无法上传，请问ZG1Cr13 如何焊接，需要注意什么问题？
) L* Z; O+ p3 I6 T! g泵体出现裂纹，材质是HT200，我采用打止裂孔，Z308焊接，焊前预热到200-300度，从中间到两头断续焊接，焊接过程中用小锤敲打，焊后加热600多度，保温，大家看看还需要注意什么问题！

BV

铸件的焊接，尤其是补焊，应该说没人敢保证能100%成功，我只能说试一试！
因为铸钢件铸造质量的不稳定性，很难避免在焊接过程中拉裂其它地方。止裂孔只能暂时与还没完全释放的内应力抗衡，实际上残余应力还是客观存在的。如果残余应力已经完全释放，即裂纹的头尾已不在受拉，此时止裂孔的作用不大。
铸钢ZG1Cr13 ，属于马氏体铸钢件，不建议使用匹配焊材。可以用E308L-16的焊条试一试，整体预热100～120度，而且层间温度保持在这个范围焊缝周围以保温材料保温。焊后消氢处理。完了最好进炉消除应力处理！
灰口铸铁HT200，可焊性一般，您的工艺可以一试！
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8 s! J& T# E$ _4 Q9 ^% e. O应该让大家知道裂纹的深度和长度，是否穿透等等，这样大家好判断。

+ ]4 d- y2 d2 ^4 D( C; e, o个人看法，仅供参考。

sdsh

我认为泵体出现裂纹焊补的意义不大,一是热处理无法保证,无法完全去应力,二是HT200焊接性太差,在泵体上出现,无法能保证以后不现问题,压力及机械振动都会使焊缝周围出现裂纹
) B3 T& j) [0 ^焊补只是暂时,还是抓紧补做零件为好

mysuncool0315

楼主很谨慎, 以下供参考:
) s, `( _; v2 ~& u9 t6 P4 U1 DZ308是纯Ni芯线制成之铸铁焊条，其作业性、机械加工性与一般机械性能均优异，且裂纹敏感性很小，其熔敷金属发生熔合部脱碳趋势极为轻微，适于各种铸铁品之补修，合金铸铁，钢与铸铁接合，镍及其合金等，或如耐水压铸件之焊接。
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3 ^6 J2 J/ }5 X4 S      注意事项：
      (1)原则上不必预热和后热，但视母材之种类、形状、应力发生等，施以100~ 200℃
3 \% ?% Z" F- A( T. k7 E         之热处理。
      (2)铸铁性脆，每次施焊长度不得超过8cm，否则持久高热接头边缘会发生开裂， 且
         采用间断步骤，不可使接头呈现高热之深红色。
0 q) e) h/ _. c      (3)一间断即锤击焊面，以降低收缩应力。
+ z( B* q) r- {+ @      (4)二层以上者，每层应作对称之间断焊法，以使母材受热均匀，热应力和冷却面平
" e' r9 E( J- s5 X0 ?; g$ W         衡。
2 u& k! z/ }0 n7 W      (5)焊接部位之油污，泥沙等应除净。
! ~& f4 Z) R7 s- s      (6)电弧宜短，电流应低。
            适用电流范围：（AC或DC+）
* h$ b$ _4 Z7 j9 \    直径及长度(mm) 2.6x300   3.2x350    4.0x350    5.0x350
            电流范围(Amp) 60-80      70-120     100-150   130-170

mysuncool0315

灰口铸铁的补焊工艺和操作技术
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$ a( D7 J$ d" W: a[摘要 ]：本文在分析灰口铸铁焊接性的基础上，对补焊工艺和具体的操作技术和方法给予较为详细的介绍。对焊工在生产现场施焊技术的提高有非常大的参考价值。
[关键词]：灰口铸铁，补焊工艺，操作技术
3 z! k4 E2 I5 X0 Q' x; f一 . 前言：
& ^( B) K' ^3 ]: N5 c% A灰口铸铁是铸铁中的一种，灰口铸铁的碳以片状石墨的形式分布于铸铁基体中，断面呈暗灰色，故称灰口铸铁。由于片状的石墨割裂了铸铁的基体组织，因此，灰口铸铁的抗拉强度低，缺乏塑性。灰口铸铁具有良好铸造性和切割性能，同时由于灰口铸铁中石墨以片状存在，它具有良好的耐磨性，抗震性和切削加工性并具有较高的抗压强度，故在工业上运用极为广泛。
4 k4 f+ E( F. d灰口铸铁目前常以铸件的形式运用于生产，由于铸造工艺的特点，铸件往往存在着各种不同程度的缺陷，在生产现场中也有许多因各种原因而损坏的铸件。铸铁的焊接实际上就是对存有缺陷或者损坏的铸件进行补焊。所以铸件补焊具有很大的经济意义。
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二.灰口铸铁的焊接性能较差，在焊接时容易出现下列问题
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1. 焊后产生白口组织
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1 n& D" Q7 t- {3 r在补焊灰口铸铁时，经常会在熔合区生成一层白口组织。产生白口组织的原因是：由于母材近缝区在焊接时受到高温加热，当受热温度860℃以上时，原来灰口铸铁中得游离状态的石墨开始部分也熔于铁中，温度越高，熔于铁中的石墨也越多。当冷却时，一般认为在30-100℃/s的急速冷却条件下，熔于铁中的碳来不及以石墨形式析出，而呈渗碳体出现，即所谓白口。另外。在焊接熔池中的石墨化元素碳，硅等不足也是产生白口的主要原因。一般在窄小的高温度熔合区内，焊后很容易产生白口组织。白口组织硬而脆，使得焊缝在焊后难
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( j8 E# H5 I' ~8 i. ~: ]) N' P8 g以机械加工，甚至会导致开裂。防止白口产生主要措施是适当调整填充金属的化学成分和冷却速度。改善焊缝技术的化学成分，增加石墨化元素的含量，可以在一定条件下防止焊缝金属产生白口。例如气焊用铸铁焊丝的碳，硅含量要比母材高（C3.0％－3.8％，Si3.6%-4.8%）特别是冷焊灰口铸铁时，焊丝中的含硅量可高达4.5％焊后缓冷和延长熔合区处于红热状态的时间，使石墨充分析出，这是避免熔合区产生白口的主要工艺途径。采取的具体措施是焊前预热和焊后保温。由于气焊时冷却速度较慢。因此。对于防止白口极为有力。
& D, @( _3 v9 r: W; O# S2. 焊接街头出现裂纹
裂纹是焊接灰口铸铁的要问题，灰口铸铁焊接接头上的裂纹可能出现在焊缝金属中，也可能在基本金属即母材上。母材的裂纹一般出现近缝区，可能是纵向，横向或斜向的。由于灰口铸铁塑性极差，几乎不能发生任何塑性变形，而且强度又低，所以在焊接应力及铸件本身应力（组织应力）的共同作用下，当局部应力大于强度极限时，就产生裂纹。严重时，会使焊缝金属和母材分离，即焊缝从基本金属上脱离下来，即所谓剥离。如果焊缝强度较高而母材强度较低，或结合处产生白口时，由于白口铸铁收缩率（1.6％-2.％）比灰口铸铁收缩率（0.9％-1.8％）大，且塑性也差，故均产生剥离。焊缝金属内的裂纹，一般常见的是横向裂缝，有时也有纵向及斜向裂纹，在焊缝断口处没有高温氧化时常见的蓝颜色。裂纹生成时常发出清脆的金属开裂声。通常裂纹发生在热态焊缝金属的暗红色消失后，即600℃以下，直到焊缝与焊件整体温度均匀化之前。最容易发生裂纹的温度在400℃以下，通常这种在热应力和组织应力的共同作用下发生的裂纹称为热应力裂纹。
  Y4 l+ i! [) Y2.1 焊前预热和焊后缓冷的措施：
- f) P; ^! e. B3 m: Y' j, t焊前将焊件整体或局部预热和焊后缓冷不但能减少焊缝的白口倾向，并能减小焊接应力和防止焊件开裂。
2.2 采用电弧冷焊减小焊接应力的措施：
选用塑性较好的焊接材料，如用 镍,铜,镍 铜,高钒钢等作为填充金属，使焊缝金属可通过塑性变形松弛应力，防止裂纹；用细直准焊条，小电流，断续焊，分散焊的方法可减小焊缝处和基本金属的温度差而减小焊接应力；通过锤击焊缝可以消除应力，防止裂纹。
4 r- k, [% e3 w6 U! ^, |使焊缝冷却时能补受阻碍底自由收缩，从而避免用力过大而导致裂纹。
) _+ O+ ]3 D* ]' `! m2.3 采用热焊法并控制好温度.
当温度高于600℃时,由于产生于一定的塑性变形.而使部分内应力得到消除,一般在600℃以上焊接时就不会产生热应力裂纹.
# _1 D: ^- {% {  h三. 灰口铸铁的补焊方法:
2 Y/ n$ ]  L$ V) s7 E9 W5 H6 ^灰口铸铁的补焊方法主要采用焊条电弧焊,气焊,钎焊.。.按照焊件在焊前是否预热可以把焊条电弧焊分为冷焊,半热焊 (预热温度400℃以下)和热焊(预热温度600-700℃).
四.灰口铸铁的补焊工艺.
4.1.1 冷焊法. 电弧焊冷焊法就是焊件在焊前不预热,焊接过程中也不辅助加热,因此可以加速焊补生产率,降低成本,改善劳动条件,减少焊件因预热时受热不均匀而产生的变形和焊件已加工面的氧化.目前冷焊法正在推广,并迅速发展.但是冷焊法在焊接后因焊缝及热影响区的冷却速度很大,极易形成白口组织.此外因焊件受热不均匀,常形成极大的内应力,会造成裂纹,在冷焊时应注意以下几点:
① 焊前应彻底清理油污,裂纹两端要打上裂孔,加工的坡口形状要保证便于焊补及减少焊件的熔化量.
② 采用钢芯或铸铁芯的以外的焊条,小直径焊条应尽量用小的焊接电流,以减少内应力和热影响区的宽度.
③ 采用短焊道焊接法.一般每次焊10-40mm,待其充分冷却后再焊.
④ 采用分段倒退焊.这样可以降低拉应力,对防裂有好处.
⑤每项焊一短焊道后,用圆头锤沿焊逢向外锤击.
冷焊焊条按焊后焊缝的可加工性分为两大类:一类用于焊后不需要机械加工的铸件,如钢芯铸铁焊条(EZCQ)，只适用小型薄壁铸件刚度不大部位的缺陷焊补；另一类用于焊后需要机械加工的铸件，如纯镍焊条（EZNi-1）镍铁铸铁焊条（ EZNiFe-1）镍铜铸铁焊条（ENiCu-1）等。
6 ?# K1 J' v3 c5 n; x# a6 N4.1.2 热焊法
热焊法是在焊接前将焊件全部或局部加热到600-700℃，并在焊接过程中保持一定温度，焊后在炉中缓冷的焊接方法。用热焊法时，焊件冷却缓慢，温度分布均匀，有利于消除白口组织，减少应力，防止产生裂纹。但热焊法成本高，工艺复杂，生产周期长，焊接时劳动条件差，因此应尽量少用。
4.2气焊焊补灰口铸铁的补焊工艺：
3 [; N; D# T+ E4 J' Y气焊火焰温度比电弧温度低得多，因而焊件的加热和冷却比较缓慢，这对防止灰口铸铁在焊接时产生的白口组织和裂纹都很有利。所以用气焊焊补的铸件质量一般比较好，因气焊成为补焊铸铁的常用方法。但气焊与焊条电弧焊相比，焊工的劳动强度高，焊件变形较大，焊补大型铸件时难以焊透。但由于气焊铸件的质量较好，易切削加工，使许多工厂中的中小型灰口铸件，还是较多用气焊焊补。
  }% ~% z3 d8 J0 x% a5 [' d4.2.1 焊前准备
① 在焊件清除完毕后,检查缺陷.焊件上的缺陷可起码接观察,也可用10-20倍的放大镜查找.
② 裂纹找出后,在裂纹的两端钻直径φ4-6mm的 裂孔,以防止裂纹扩展.焊接灰口铸铁时可选用铸铁焊丝,丝401A或丝401B. 焊接时气焊熔剂选用气剂201,铸铁气焊熔剂熔点为650℃成碱性,能将铸铁气焊时产生的二氧化硅(熔点为1350℃)变为易熔的盐类.铸铁用气焊熔剂进行灰口铸铁补焊时,应选择较大号的焊炬,以提高焊接头焰效率,有利于气孔夹渣等缺陷.焊嘴孔径可根据焊补处的壁厚确定。.
4.2.2 操作技术:
* K7 M) \, ~5 ~0 K* f3 s在气焊过程中,必须选用中性焰或弱碳化焰;在焊接结束时可用碳化焰使焊缝缓冷,这样可以减少碳和硅的烧损,消除过厚的氧化膜,防止白口冷硬现象;当消除缺陷的底部或开坡口时可用氧化焰.焊接时,在要基本金属熔化后再加入焊丝,以防止熔合不良;发现熔池中有小气孔和白亮点夹杂物时,可以往熔池中加入少量气焊熔剂,有助于消除平渣,但气焊熔剂不宜加入过多,否则反而容易产生夹渣,气孔;适当加大火焰的功率,提高熔池铁水温度,有利于气体及杂质浮起,因而能减少气孔,夹渣;操作时应注意火焰始终盖住熔池;加入焊丝时,经常用焊丝轻轻搅动熔池,促使气体,熔渣浮出;焊补将完毕时应使焊缝稍高于焊件表面,并用焊丝刮去杂质较多的表层面.由于表层内含杂质较多,冷却后硬度较高,所以,刮去表面层可提高焊缝的切削性能.
当补焊被焊区刚性较大或补焊石积较大,以及材质较差,组织疏松的铸件时,可采用热焊.焊后用石棉布或炭灰将铸件盖好,使焊缝缓慢冷却,以防止产生裂纹和白口组织.
0 m7 V4 o; ?' v五. 结论
灰口铸铁采取合理的焊补工艺,可使焊件获得较好的切削性和致密性.所以灰口铸铁焊补只要焊补工艺得当,可避免白口组织和裂纹的产生.

mysuncool0315

一篇文章及两个图, 供参考!

lauhob

今天补焊灰铁的时候又出现了裂纹！等下我将裂纹位置给你们传上来！
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7 Y4 ?1 m/ l. y  |) E[ 本帖最后由 liuhob 于 2008-1-30 10:39 编辑 ]

gaoyns

铸铁泵体的裂纹，预热后用EZNi-1 纯镍芯锛铁焊条焊接试试，用这种焊条的焊缝有较好的韧性，焊后消除应力。我们这里用此种焊条补焊后，很少有再出现裂纹的。

mysuncool0315

A302焊条属于钛钙型药皮的Cr23Ni13不锈钢焊条，交直流两用，焊接工艺性能良好。焊缝金属有良好的抗裂性及抗氧化性能。用于焊接相同类型的不锈钢，不锈钢衬里，异种钢及高铬钢、高锰钢等。
& X' r. F7 M* p$ T( \7 s8 I+ X        A307焊条属于低氢钠型药皮的Cr23Ni13不锈钢焊条，采用直流反接，可全位置焊接。其主要用途同A302焊条基本一样，二者的化学成份也完全一样。
    在实际应用中二者往往配合使用，一般先用A302打底再用A307施焊.