第6章铸铁的焊接

1、第第6 6章章 铸铁的焊接铸铁的焊接铸铁特点：有良好的铸造性、耐磨性、切削 加工性、减震性等，且成本低 廉，生产工艺简单。铸铁焊接主要应用：铸铁缺陷的补焊 损坏铸件的修复 生产铸焊复合件铸铁的种类、成分及性能特点灰铸铁：碳以片状石墨存在，断口呈灰色， S、 P杂质高，C、Si含量适中，Mn含量较高。一定的力学性能和良好的加工性能，使 用广泛。白口铸铁：部分碳溶入F，其余为Fe3C，断面 为亮白色，组织很脆，主要用作原材料。球墨铸铁：碳全部或大部分以球状石墨形式存在，具有较高的强度和韧性，可制 造形状复杂的铸件， S、P杂质低C、Si 、Mn含量适中，并有一定的球化剂。可锻铸铁：碳以团絮状石墨存

2、在，有高的强度和韧性，用于制造形状复杂、受冲击载荷的薄壁铸件， S、P、 C、Si 、Mn含量比灰铸铁低。6.1 灰铸铁的焊接知识目标：掌握灰铸铁的焊接性能力目标：能制定灰铸铁的焊接工艺6.1 灰铸铁的焊接6.1.1灰铸铁的焊接性（1）焊接接头易出现白口及淬硬组织 最容易出现白口组织的区域为焊缝区、半熔化区、奥氏体区。焊缝区同质材料焊接：焊缝组织为二次渗碳体+共晶渗碳体+珠光体非同质材料焊接：形成高碳马氏体半熔化区焊接时，石墨变为过饱和奥氏体，当冷却速度很快时，更容易形成白口组织和淬硬组织。奥氏体区加热时变为奥氏体+石墨，奥氏体含碳量太高，形成高碳马氏体或贝氏体。防止措施：改变焊缝化学成分 减

3、缓了冷却速度（2）焊接接头裂纹冷裂纹当采用同质焊材焊接时，温度为400以下，容易产生裂纹，温度为400 以上，不容易出现裂纹。a.焊缝中的冷裂纹b.热影响区的冷裂纹热裂纹当采用同质焊材焊接时，热裂纹倾向不大当采用异质焊材焊接时，焊缝金属中溶入太多杂质元素和碳，形成低熔点共晶，容易出现热裂纹。防止措施：采用预热或冷焊法 调整焊缝成分 控制杂质元素含量 同质焊缝冷裂纹 热影响区冷裂纹6.1.2灰铸铁的焊接工艺制定工艺的根据：铸铁的形状焊件部位缺陷情况焊后质量要求现场设备和经济性等要求来选择（1）同质焊缝的焊条电弧焊热焊法 冷焊法热焊法和半热焊热焊：焊前将铸铁件整体或局部预热到600-700，然后焊

4、接，并保证焊件温度不低于450 。半热焊:焊前将铸铁件整体或局部预热到300-400。 热焊和半热焊焊条铸铁芯石墨化铸铁焊条钢芯石墨化铸铁焊条热焊焊接工艺主要用于中厚铸件的大缺陷焊补预热：刚性大的构件 整体预热 刚性小的构件 局部预热焊前清理：待焊区表面1020mm范围清理干净造型：为了防止熔化金属的流出，在边角部位 要造型。焊接：采用大电流、长弧、连续焊焊后缓冷特点：劳动条件差，加热费用大，工件变形 大，表面容易氧化。 半热焊工艺特点：预热温度低，与热焊相比较，改善了焊工的劳动条件，焊补刚性大的构件时，不容易产生变形，但应力很大，容易出现缺陷，主要用于焊补刚性小形状简单的构件。工艺：焊接冷速

5、大，焊材的石墨化元素比热焊大，使用大电流、长弧、连续焊，焊后缓冷。电弧冷焊不预热的焊接电弧冷焊焊条：焊缝冷速快，为了防止白口组 织出现，采用的焊条石墨化元 素的含量比热焊高。电弧冷焊工艺：a.焊前清理及坡口制备：焊补区面积大于8cm2深度大于7mmb.造型：同热焊法相同c.焊接：采用大直径焊条，直流反接，大电流、长弧、连续焊，焊缝要高出母材58mm。 焊后缓冷（2）异质焊缝的焊条电弧冷焊焊前通常不需要预热异质焊缝电弧冷焊焊条异质焊缝的电弧冷焊工艺焊前清理坡口制备：为了防止裂纹出现，在裂纹出现的地方先钻致裂孔。孔位置:裂纹前35mm 58mm h24mm焊接：采用小电流，短段、分散、断续焊接，

6、注意焊接顺序，焊后锤击焊道。焊接深坡口，为了避免出现焊缝剥离，应采取措施：大坡口焊时，要使用多层焊母材材质差，焊缝强度高时或工件受力大，强度要求时，可以采用栽丝焊法。 坡口内装加强筋条 铸件上应力集中有多裂纹时，采用镶块焊补法。 焊补缺陷大时，可用组合焊法。（3）灰铸铁的气焊气焊特点：火焰温度低，火焰分散，热量不集中，焊后冷却速度慢，利于石墨化，但是焊件受热不均匀，容易出现裂纹。气焊焊接材料采用含碳和硅高的铸铁焊材进行焊接灰铸铁气焊工艺要点焊前准备焊前预热焊接：采用弱碳化焰或中性焰，焰心端部到熔池液面810mm，焊接应避免缺陷产生，焊炬和焊丝应该相互协调。刚性小的焊件，采用冷焊法。刚度大，形状

7、复杂的焊件，采用热焊或加热减应区，加热温度不超过250。知识目标：了解球墨铸铁、白口铸铁的焊接性能力目标：能制定简单的球墨铸铁、白口铸铁的焊接工艺6.2 球墨铸铁的焊接6.2.1 球墨铸铁的焊接性（1）焊接接头白口化倾向及淬硬倾向比灰铸铁大（2）焊缝组织、性能与母材相匹配6.2.2球墨铸铁的焊接工艺（1）同质焊缝的熔化焊气焊气焊温度低，有利于焊缝球化；且冷却速度缓慢，有利于焊缝的石墨化，防止冷裂纹产生，焊接方法灵活，主要用于薄壁件。焊条电弧焊 球墨铸铁芯外涂球化剂和石墨化剂药皮焊条 低碳钢芯外涂球化剂和石墨化剂药皮 焊前清理 焊前预热焊接工艺 焊接：大电流、连续焊 焊后热处理：焊后缓冷防止裂纹

8、（2）异质焊缝焊条电弧焊6.3 白口铸铁的焊接6.3.1 白口铸铁的焊接性（1）热应力裂纹及剥离焊接接头冷却过快，产生很大的拉伸热应力，热应力超过强度极限时产生裂纹，异质焊缝裂纹产生在熔合区和热影响区（2）低硬度的异质焊缝，耐磨性不能满足服役条件要求6.3.2白口铸铁的焊接工艺（1）焊接材料焊缝金属应满足的要求：与白口铸铁具有良好的熔合性，结合牢固。满足耐磨性的前提下，具有高的塑性和韧性。焊缝金属冷却应有小的收缩系数。应采用白口铸铁专用焊条配合使用。（2）焊接工艺要点焊前准备缺陷进行清理，并使其周边与底边夹角为100角。焊接顺序底层用BT-1，盖面层用BT-2。焊接补焊底层时I=1.5I0，焊接时用大电流焊接，焊后锤击，锤击力为传统铸铁冷焊工艺锤击力的1015倍，焊缝金属凝固后到250左右前后锤击610次。分块孤立堆焊把焊补位置划分为40*40mm的孤块，之间间隙为79mm，之间用BT-2填补，焊缝与母材最后焊接。焊缝与周边焊材的焊合焊后整个焊补面应高处母材12mm，然后用手动砂轮磨平。6.4 其他铸铁的焊接6.4.1 可锻铸铁的焊接（1）焊接性与灰口铸铁相比