铸铁焊补与焊接

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1、铸铁的铸造缺陷大部分可焊补，铸造车间与铸件加工车间可设置铸铁焊补人员及相应预热、焊接设备，以提高成品率。使用中损坏的铸铁件，绝大多数可焊补修复。随着研制和定型生产各种铸铁焊接材料，不断总结交流经验，铸铁焊补与焊接正在成为被广泛掌握的技术，铸铁已逐渐成为易焊材料。此外，可以采用高效率焊接方法制造球墨铸铁—钢、可锻铸铁—钢、灰铸铁—钢及铸铁—铸铁的焊接件，如汽车传动轴、铸铁管等。1.焊接特点(1)易产生热应力裂纹：热应力是在不均匀的加热及随后的冷却过程中工件不能均匀地热胀冷缩所引起的应力焊接及不适当的局部预热均可引起较大的

2、热应力。与热裂纹及冷裂纹本质不同，热应力裂纹主要是或者单纯是热应力引起的拉伸应变超过材料薄弱部分的变形能力而形成的。由于铸铁的塑性很差，所以焊补或焊接时，其热应力裂纹倾向比塑性材料大得多。铸铁补焊时，热应力裂纹大致有三种表现形式：1)在升温过程中，也可能是在焊后冷却过程中补焊区以外的母材断裂。其部位多发生在铸铁件的薄弱断面和断面形状或壁厚突变处。其原因是不适当的局部预热或过大的焊接加热规范。2)焊缝或焊补区在冷却过程中产生横向裂纹，方向大致与熔合线相垂直。这种裂纹有时只发生在紧邻焊缝的母材上，有的与焊缝上的热裂纹接通，

3、也有的横贯焊缝及邻近的母材。其原因是不合理的焊接操作工艺，特别是焊缝一次焊接过长，也可能是不适当的局部预热所造成。3)焊缝金属在冷却过程中产生沿熔合线的裂纹，甚至焊缝与母材剥离，这种形式的热应力裂纹是采用非铸铁质焊条冷焊时，比较容易出现的。焊缝材质的强度等级愈高或铸铁母材强度等级愈低，这种裂纹的倾向愈大。坡口越深，填充金属越多越易产生剥离。适当提高工件整体或焊接环境温度，控制焊补区的温度，短焊道断续焊，焊后及时而充分的锤击等也有利于避免这种形式的热应力裂纹。(2)熔合区易产生白口组织：采用铸铁填充金属时，减慢高温(80

4、0℃以上)时的冷却速度，并增强焊缝的石墨化能力(适当提高碳、硅含量)是防止焊缝金属和熔合区产生白口的主要途径。电弧焊冷焊时，采用高镍或纯镍焊条，可减弱熔化区的白口倾向，改善接头的机械加工性。(3)焊缝金属的热裂纹倾向：铸铁组织的焊缝金属不存在热裂纹倾向，采用非铸铁组织的焊条或焊丝冷焊铸铁时，焊缝热裂纹倾向随焊缝材质的不同而不同。焊缝中母材熔合比例的增加和过分延长焊缝处于高温下的停留时间将加大热裂纹倾向。底部圆滑的坡口，小电流，窄焊道以及短焊道，断续焊等能减小热裂纹倾向。2.焊接方法铸铁焊补的各种焊接方法及其特点可参见表

5、10-35。其工艺要点见表10-36。表10-35用各种焊接方法焊补铸铁的特点焊接方法焊接材料母材焊缝金属σb(MPa)手工电弧冷焊EZNi(Z308)灰铸铁>280EZNiFe(Z408)灰铸铁、球墨铸铁、高强灰铸铁400～500EZNiCu(Z308)灰铸铁　FZV(Z116、Z117)灰铸铁、球墨铸铁>400铜钢焊条或奥氏体铁铜焊条灰铸铁　EZFe(Z100)、E5015灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁　手工电弧半热焊EZC(Z208、Z218)灰铸铁与母材等强度②手工电弧热焊石墨化型药皮铸铁芯焊条灰铸铁铸铁芯焊条不预

6、热电弧焊石墨化型药皮铸铁芯焊条灰铸铁预热气焊灰铸铁焊丝球墨铸铁焊丝灰铸铁、球墨铸铁与母材等强度或接近加热减应区法气焊灰铸铁焊丝灰铸铁与母材等强度不预热气焊灰铸铁焊丝灰铸铁与母材等强度钎焊黄铜丝灰铸铁、可锻铸铁120～150银锡钎料灰铸铁　Cu-Zn-Ni-Mn钎料灰铸铁、可锻铸铁240～280气电焊高钒钢焊丝球墨铸铁、灰铸铁>400镍钛合金焊丝球墨铸铁、高强度铸铁400～500低碳低合金钢焊丝灰铸铁、球墨铸铁　手工电渣焊灰铸铁铁屑灰铸铁与母材等强度接头机械加工性能接头致密性热裂纹倾向热应力裂纹倾向备注较好①较好小小预热

7、200℃左右可进一步改善机械加工性;母材含磷高时焊缝易产生热裂纹较好①较好小较小较好①稍差较小小稍差好较小较小多用于非加工面焊补较差稍差较小小很差较差大大较好好不产生较小多用于小件修复很好(硬度分布均匀)好极小劳动条件较差较好好刚度大的部位易裂劳动条件好，刚度小的部位可代替热焊很好(硬度分布均匀)好极小多用于中、小件很好好加热不当时易裂多用于汽车、拖拉机缸体、缸盖、齿轮箱、皮带轮等复杂结构、大刚度部位缺陷的焊补很好好较小用于小件或中小件边角部位焊补较好较差小小也可用于熔焊时不易熔合的铸铁、焊缝颜色与母材差别大很好　　小

8、多用于导轨面研伤的修复、焊缝颜色与母材差别大很好好小小部分代替预热气焊，焊缝颜色与母材差别小稍差好较小较小用于球铁轧辊辊脖堆焊及汽车传动轴焊接等，CO2保护较好较好小小氩气保护细丝较好较好较小较小CO2保护很好好不产生刚度大的部位易裂用于特厚大件，劳动条件差注：①三者加工性稍有区别：Z308好，Z508次之，Z408再次之。②对于