船用灰铸铁的焊接工艺方法探究(3)

可有效地防止白口、淬硬组织及

要求使用性能高的薄壁

是最能保证焊缝质热焊法裂纹的发生，

铸件，如汽车、拖拉机发

量的方法。

动机缸体、缸盖的焊补。气

焊

适用于中、小型铸件，且壁厚较均匀，结构应

热应力不预热施焊时易产生局部过热，

力小的场合，如铸件边

易出现焊接裂纹。焊法也较大，

角处缺肉、砂眼、气孔等铸件缺陷的焊补。—

熔池温度不高（约1600～适用于厚大铸件刚度2000℃），体积大，加热时间长，较小部位、大而深缺陷焊缝加热和冷却较缓慢。的焊补。细丝熔化快，焊缝熔合比可控制得较小，能较方便地调整焊接工适用于灰铸铁及球墨铸艺参数、控制热输入，有利于减铁、可锻铸铁的补焊。小热应力和热影响区宽度。

2.2.2焊接裂纹分析

铸铁施焊时最容易出现的裂纹分为冷裂纹与热裂纹。究其原）焊件局部受热不均匀导致焊接接头产生焊因无非以下两种：（1接拉应力；（2）产生白口化组织及粗大的淬硬性组织[5]。可采取预防的措施有：（1）施焊时减小焊缝的长度和焊接铸铁的刚度，降低焊缝冷却速度，采用大的焊接热输入即采用大电流、连续焊工艺；（2）减小焊接应力，限制母材中杂质熔入焊缝；（3）增大焊接过程）对焊接进行中的石墨化程度，减少焊缝中的白口及脆硬组织；（4去应力退火减少焊接处所受的应力；（5）焊接时采取合适的工艺措施以降低焊接接头的应力及防止焊接接头出现渗碳体及马氏）对开有坡口的焊件采用栽丝法进行焊接。体组织；（6

3焊接工艺方法

3.1焊前去应力力退火

为消除灰铸铁焊件中的铸造应力，焊接前需要将灰铸铁焊件进行热处理。基本方法：先将灰铸铁焊件低温进炉，然后以100℃/h左右的加热速度加热到规定温度（一般略高于600℃），在炉中）h（一般取上限值）后，以（20～50）℃/h的冷却速度将焊保温（2～4件炉冷至300℃以下，用夹子把焊件从加热炉中取出进行空冷，到一定时间后再考虑焊接。

电

弧焊

3.2焊条烘干

根据需要将选用好的焊条在（150～400）℃条件下烘干，保温（1～2）h，取出放在保温筒里保温待用。选用焊条时注意事项：不同Z308镍基铸铁焊条焊接铸铁最为理想，但其焊条的价格不一样，

价格昂贵，低氢碱性焊条等焊条价格较低，选用时考虑经济效益，只要所选焊条配合合理的焊接工艺能够满足质量要求即可[6]。

手工电

渣焊CO2气体保护焊

—

3.3灰铸铁的焊接工艺方法3.3.1同质焊缝的熔焊工艺

同质焊缝的熔焊可分为气焊、CO2气体保护焊、焊条电弧焊、手工电渣焊。这些同质焊缝的熔焊工艺的特点及使用场合，如表2所示。

（1）气焊：火焰温度较低，热量不集中，加热和冷却速度都比较缓慢，有利于焊接接头的石墨化。气焊操作灵活，有利于排除焊缝中的气体和杂质，还可利用火焰对焊补区继续加热，消除热应力。

（2）CO2气体保护焊法：采用小焊接电流、快速焊和较大的气体流量，一般焊接电流不大于100A、电弧电压不大于20V，气体流量为（8～10）L/min。焊接材料常用直径为0.8～1mm的H08Mn2SiA，故焊缝金属组织属于低碳钢组织。

（3）热焊：多采用铸铁型焊条，焊缝的组织、硬度及颜色等应与母材接近。施焊前先将铸件整体或局部加热到600～700℃，施焊时始终保持这一温度，焊后缓慢冷却。焊缝力学性能较好、可以承受较大的载荷。预热可降低焊缝与母材的温差而减小接头处的热应力，防止产生焊接裂纹。

（4）手工电渣焊：需用专门的电渣焊设备，亦可用埋弧焊电源，如MZ-1000型埋弧焊机电源。焊接电压为（25～30）V，焊接电流为（700～1000）A。在焊之前要铲平底部，使缺陷部位露出金属光泽，缺陷上部周围须围以石墨板，高出铸件表面（50～80）mm，石墨板外

3.3.2异质焊缝电弧冷焊工艺

异质焊缝电弧冷焊一般采用异质焊条，如纯镍、镍铁、镍铜焊条以及低碳钢焊条等。采用小焊接电流、较快焊速，以短段焊（焊）、断续焊、分散焊的焊接方法进行施缝长度可为每段10～30mm

焊，每一短段焊后立即用锤敲击以降低焊接应力，待焊接处不烫手方能续焊下一段。非铸铁型焊缝或异质焊缝：采用小焊接电流，以短段焊、断续焊、分散焊的方式进行焊接，较小电流熔深浅，每段锤击消应力，退火焊道前段较软。

异质焊缝电弧冷焊的优点：焊前不预热，焊接过程中也不加辅助热源，其焊接工序简单，效率较高，相对成本亦较低。此外，劳动条件较好，焊接时工件变形小。缺点：焊后焊缝金属及近缝区母材冷却速度较快，容易产生白口组织，影响焊后的机加工。冷焊焊补过程中由于受热不均匀，常在工件内造成较大的应力而导致产生焊接裂纹，防止冷焊裂纹产生的措施在2.2.2中已经陈述。

3.3.3钎焊与喷焊工艺

钎焊时母材不熔化，钎焊接头的热影响区不会形成白口及脆硬组织，有利于改善接头的加工性。钎焊时应使母材加热温度在820℃以下，防止快速冷时产生马氏体或贝氏体组织以降低焊接接头性能。喷焊采用氧乙炔火焰粉末用于修复铸铁件在机械加工过程中出现的小缺陷。

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