江冯的说明书

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1、HT200灰铸铁板补焊焊接工艺说明书指导老师：王燕学生：江冯（三峡大学机械与材料学院）摘要：本文主要通过分析HT200灰铸铁的化学成分及其相关性能，对所给材料的焊接性能进行了重点分析。对于HT200灰铸铁的补焊，所选用的焊接方法为气焊。根据有关的数据依据，制定了合理的焊接工艺，并分析了工艺的合理性同时还阐述了焊前的准备工作、焊接中的注意事项以及焊后的检验处理工作以保证获得质量好的焊缝。关键字：HT200灰铸铁；焊接性能；热处理工艺；预热；层间温度；焊后热处理。引言：灰口铸铁具有良好的铸造性、减震性、减磨

2、性、切屑加工性能和低的缺口敏感性，主要用来铸造汽车发动机汽缸、汽缸套、车床床身等承受压力及振动部件。而机床的床身要求耐磨性,消震性，工艺性能好，才能够满足机床的精度要求和价格要求，所以选择床身的材料就很重要。从目前的现状来看铸铁是最佳的选择材料，铸铁中石墨有利于润滑与贮油，所以耐磨性好，同样，由于石墨的存在，灰口铸铁的消除震动性优于钢；同时，灰口铸铁含碳量高，接近于共晶成分，故熔点比较低，流动性良好，收缩率小，因此适宜于铸造结构复杂或薄壁铸件。另外，由于石墨使切削加工时易于形成断屑，所以灰口铸铁的可切削

3、加工性优于钢。铸铁的使用使机床缩短了生产周期，提高了生产率，具有尺寸精度高，加工余量小，表面质量好等优势。但是，铸铁很容易出现缩孔，缩松，冷隔，裂纹等缺陷。由于以上各种原因，铸铁成品件在使用过程中会受到损坏，出现裂纹等缺陷，使其报废。我国各种铸铁的年产量现在约为800万吨，有各种铸造缺陷的铸件约占铸铁年产量的10%到15%,即通常所说的废品率。若这些铸件报废，以1997年铸铁平均价计算，其损失每年高达十亿元以上。若要更换新的，用铸铁成品件都要经过各种机加工，价格往往较贵。特别是一些重型铸铁成品件，如锻造

4、设备的铸铁机座一旦使用不当而出现裂纹，就得停止生产，若要更换新的锻造设备，不仅仅价格昂贵，且从订货，运货到安装调试往往要很长时间，而在这段时间里只能停产，其损失很大。仅以本文为例介绍阐述的铸铁补焊来说明铸铁缺陷修复所带来的巨大经济效益和资源浪费的避免。1HT200灰铸铁母材成分和焊接性分析1.1材料：HT200灰铸铁板一块，规格：－8×100×10300，裂纹150mm沿长向分布至板边补焊1.1基本性能及化学成分表1HT200灰铸铁的化学成分分析牌号基体组织化学成分/%CSiMnPSHT200珠光体多于

5、90%中片状，铁素体少于5%，二元磷共晶少于4%3.0-3.51.4-2.00.7-1.0<0.30.12HT200灰铸铁抗拉强度和塑性低，但铸造性能和减震性能好，主要用来铸造汽车发动机汽缸、汽缸套、车床床身等承受压力及振动部件较高强度铸铁，基体为珠光体，强度、耐磨性、耐热性均较好，减振性也良好；铸造性能较好，需要进行人工时效处理。HT200在常温下的屈服强度、抗拉强度、伸长率、以及弯曲试验性能等力学性能如下表2所示：表2室温力学性能牌号金相组织抗拉强度σb/MPa弯曲强度σb/MPa硬度/HBSHT2

6、00珠光体≥200≥400170-2201.2母材焊接性分析1.2.1碳当量分析按照国际焊接学会推荐的碳当量公式算得16Mn钢碳当量为：Ceq＝C＋Mn／6＋(Cr＋Mo＋V)／5+(Ni＋Cu)／15≈0.35＋0.17／6＋(0＋0＋0)／5＋(0＋0)／15≈0.52由此可见HT200的焊接性较好。1.3.2HT200灰铸铁补焊时存在的问题灰铸铁在化学成分上的特点是碳高及S,P杂质高，这就增大了焊接处对冷却速度变化的敏感性及冷热裂纹的敏感性。在力学性能上的特点是强度低，基本无塑性。焊接过程具有冷速

7、快及焊件受热不均匀而形成的焊接应力较大的特殊性。这些因素导致焊接性不良。在焊接过程中易产生白口组织和裂纹。（一）焊接处易出现白口及淬硬组织101、焊缝区当焊缝成分与灰铸铁铸件成分相同时，则在一般电弧焊情况下，由于焊缝冷却速度远远大于铸件在砂型中的冷却速度，焊缝主要为共晶渗碳体、二次渗碳铁和珠光体，即焊缝基本为白口铸铁组织。2、半熔化区特点：该区域被加热到液相线与共晶转变下限温度之间，温度范围1150-1250摄氏度。该区域处于液固状态，一部分铸铁已熔化为液体，其他未熔部分在高温作用下以转变为奥氏体。3、

8、奥氏体区该区被加热到共晶转变下限温度与共析转变上限温度之间。该区温度范围约为820-1150摄氏度，此区无液相出现该区在共析温度区间以上，其基体已奥氏体化，加热温度较高的部分，由于石墨片中的碳较多的向周围奥氏体扩散，奥氏体中碳含量较高；加热较低的部分，由于石墨片中的碳较少的向周围奥氏体扩散，奥氏体中含碳量较低，随后冷却时如果冷却速度较快，会从奥氏体中析出一些二次渗碳体，其析出量的多少与奥氏体中含碳量成直线关系。在共析转变快时奥氏体转变为珠光