铸铁焊接结构应用及焊接性的分析

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1、.....第一章概述铸铁是常用的金属材料，它具有良好的铸造性、耐磨性、切削加工性、吸振性等，所以在机械制造业及其他工业部门中被广泛的应用。但由于铸铁本身性能和显微组织的特点，很少被用作焊接结构件，然而，在铸铁件使用过程中或铸造过程中，由于种种原因，铸件经常会出现各种缺陷，例如断裂、裂纹、缩孔、未浇满以及在切削加工过程中产生的其他缺陷等。因此经常会遇到用焊接方法修复铸件的问题。但铸铁补焊或焊接会形成焊接过程中的激热骤冷，冶金过程的急变，会引起很多焊接问题，对于铸铁的补焊或焊接是一项急待解决的问题。铸铁的种类很多，用的最广泛的是灰铸铁和球墨铸铁。为了能顺利地进行各

2、类铸铁件的焊补，必须对各类铸铁的性能、特点有充分的了解。（详见表1.1铸铁的分类）表1.1铸铁的分类铸铁按碳的析出状态和断口颜色分灰铸铁白口铸铁马口铸铁按化学成分分普通铸铁——灰铸铁、可锻铸铁、激冷铸铁、球墨铸铁等合金铸铁——耐磨铸铁、耐热铸铁、腐蚀铸铁等按生产方法和组织性能分灰铸铁普通灰铸铁孕育灰铸铁可锻铸铁——黑色可锻铸铁、珠光体可锻铸铁、白心可锻铸铁球墨铸铁蠕墨铸铁特种性能铸铁耐磨铸铁——白口铸铁、冷硬铸铁、中锰球墨铸铁等耐热铸铁——硅系耐热铸铁、铝系耐热铸铁、铝硅系耐热铸铁、铬系耐热铸铁耐蚀铸铁——高硅耐蚀铸铁、铝耐蚀铸铁、铝硅耐蚀铸铁、铬系耐蚀铸铁铸

3、铁属于焊接性不良的金属材料，这主要是由于铸铁本身的特殊性决定的。..........此外，铸件原来的工作条件、结构的复杂程度及对焊缝及近缝区性能的不同要求，更使铸铁补焊问题复杂化。例如有的要求焊后能进行切削加工，有的没有此要求；有的要求补焊处颜色和母材相同；有的要求有足够的强度，有的对强度要求不高。由此可见，铸铁的焊接，不可能以一种方法或一种措施来解决问题。应对具体情况作具体分析，综合考虑采用焊接方法和相应的措施。铸铁的特殊性能决定铸铁的焊接方法是多种多样的，在实际的工业生产中应用的铸铁焊接方法有焊条电弧焊、CO2气体保护焊、药芯焊丝电弧焊、气焊、手工电渣焊、

4、火焰钎焊及火焰粉末喷熔（焊）等。应用最广泛的焊接方法是焊条电弧焊，CO2气体保护焊和药芯焊丝电弧焊应用范围正在逐步扩大。本书着重介绍焊条电弧焊和CO2气体保护焊。铸铁焊接在工程中的应用越来越广，本书选取了铸铁焊接在工程应用中的实例来做详细的说明。第二章常用铸铁的种类、性能和用途从化学成分角度看，铸铁实际上是含碳（质量分数）为1.7%～4.0%的铁-碳-硅三元合金。此外，还含有少量锰、硫、磷等杂质元素。某些有特殊性能要求的铸铁，还加入镍、铬、铝、铜等合金元素。铸铁的力学性能虽然与其化学成分有关，更大程度上与其显微组织有关。然而，铸铁的显微组织又受其化学成分及熔铸

5、条件、高温时冷却速度等因素的影响而变化。..........碳是铸铁中的主要元素，除少量溶解于金属基体中而形成铁素体或珠光体外，大部分是以自由状态的石墨或碳化铁（渗碳体）这种化合物状态存在于金属基体中。石墨的强度很低，碳化铁则是硬而脆的物质。因此，铸铁组织中石墨的数量、形态、分布情况对其力学性能有很大的影响。根据碳在铸铁中的存在情况，可将铸铁分为白口铸铁、灰铸铁、球墨铸铁以及可锻铸铁等数种。某些有特殊性能要求的铸铁，基本上是在上述铸铁的基础上变化的。表2.1列出了这些铸铁的名称、代号及国家标准号。表2.1铸铁的名称、代号及牌号表示方法（GB/T5612-198

6、5）名称代号牌号表示方法示例标准号灰铸铁HTHT100GB/T9439-1988球墨铸铁RuTRuT400JB/T4403-1999球墨铸铁QTQT400-17GB/T1348-1988黑心可锻铸铁白心可锻铸铁珠光体可锻铸铁KTHKTBKTZKTH300-06KTB350-04KTZ450-06GB/T9440-1988耐磨铸铁MTMTCu1PTi-150MT-4MTPCuTi25GB/T3180-1982JB/ZQ4304-1986JB/GQ0033-1980抗磨白口铸铁抗磨球墨铸铁KmTBKmTQKmTBCr9Ni5KmTQMn6GB/T8263-1999

7、GB/T3180-1982冷硬铸铁LTLTCrMoR--耐蚀铸铁耐蚀球墨铸铁STSTQSTSi15RSTQA15Si5GB/T8491-1987耐热铸铁耐热球墨铸铁RTRTQRTCr2RTQA16GB/T9437-1988奥氏体铸铁AT----2.1白口铸铁..........白口铸铁铸铁中碳以渗碳体形态存在，其断面为灰白色。是一种良好的抗磨材料，在磨料磨损条件下工作。白口铸铁包括普通白口铸铁、低合金白口铸铁、中合金白口铸铁、高合金白口铸铁。普通白口铸铁中国早在春秋时代就制成了抗磨性能良好的白口铸铁，用作一些抗磨零件。这种铸铁具有高碳低硅的特点，有较高的硬度，

8、但很脆，适用于制造冲击载荷小的零件，一