金属材料焊接 教学课件 作者 张连生 主编 第六章　铸铁的焊接.ppt

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1、金属材料焊接第六章　铸铁的焊接第六章　铸铁的焊接第一节　铸铁的种类及性能第二节　灰铸铁的焊接性第三节　灰铸铁的焊接工艺第四节　球墨铸铁的焊接复习思考题第一节　铸铁的种类及性能一、铸铁的种类及成分铸铁是w(C)＞2%的铁碳合金。工业用铸铁，除含铁和碳外，还含有一定量的硅、锰元素及硫、磷杂质。为了改善铸铁的某些性能，时常有目的地加入一些合金元素。表6-1　常用铸铁的化学成分范围第一节　铸铁的种类及性能二、铸铁的组织与性能铸铁的性能是与其内部的组织密切相关的。铸铁(不包括白口铸铁)实际可以看成是具有严重夹杂物——石墨的碳钢，其性能主要取决于石墨的形状、大小、数量及分布特点等，同时基体组织也

2、有一定的影响。图6-1　铸件壁厚(冷却速度)化学成分对铸铁组织的影第一节　铸铁的种类及性能图6-2　元素对铸铁石墨化及白口化的影第一节　铸铁的种类及性能表6-2　灰铸铁的牌号与力学性能第一节　铸铁的种类及性能表6-3　球墨铸铁的牌号与力学性能第二节　灰铸铁的焊接性一、焊接接头的白口及淬硬组织灰铸铁焊接时，由于熔池体积小，存在时间短，加之铸铁内部的热传导作用，使得焊缝及近缝区的冷却速度远远大于铸件在砂型中的冷却速度。因此，在焊接接头的焊缝及半熔化区将会产生大量的渗碳体，形成白口铸铁组织。(一)焊缝区(二)半熔化区图6-3　灰铸铁焊接接头组织变化第二节　灰铸铁的焊接性(三)奥氏体区

3、二、焊接裂纹铸铁焊接时，裂纹是易出现的一种缺陷。焊接接头一旦出现裂纹，不仅焊接接头静载强度与动载强度将严重下降，而且被焊件也无法满足致密性(水密性或气密性)的要求，故研究铸铁焊接裂纹问题具有重大意义。(一)冷裂纹1.焊缝中的冷裂纹2.热影响区的冷裂纹第二节　灰铸铁的焊接性图6-4　由于收缩率不同在半熔化区(Ⅰ)及奥氏体区(Ⅱ)形成切应力示意第二节　灰铸铁的焊接性(二)热裂纹解决镍基焊条焊接铸铁时的热裂纹问题，应从冶金处理与焊接工艺二方面着手。在冶金处理方面，可通过调整焊缝化学成分，使其脆性温度区间缩小，加入稀土元素，增强脱S、P反应，以及使晶粒细化等途径，以提高焊缝的抗热裂纹性能。

4、采用正确的冷焊工艺，使焊接应力降低，以及使母材中的有害杂质较少熔入焊缝，均有助于防止焊接热裂纹的发生。第三节　灰铸铁的焊接工艺一、同质(铸铁型)焊缝的熔焊这一节将分别讨论铸铁型焊缝的电弧热焊(包括半热焊)、气焊及电弧冷焊材料及工艺。铸铁型焊缝有其共同性，如正确处理焊缝冷却速度与焊缝化学成分的关系等。(一)电弧热焊及半热焊1.热焊及半热焊焊条2.热焊工艺(1)预热　对结构复杂的铸件，由于补焊区刚性大，焊缝无自由膨胀收缩的余地，故宜采用整体预热；而结构简单的铸件，补焊处刚性小，焊缝有一定膨胀收缩的余地，例如铸件边缘的缺陷及小块断裂，则可采用局部预热。第三节　灰铸铁的焊接工艺(2)焊前清理

5、　在进行电弧热焊之前，首先应对铸件的待焊部位进行清理，并制好坡口。(3)造型　对于边角部位及穿透缺陷，焊前为防止熔化金属流失，保证原定的焊缝成形，还应在待焊部位造型，其形状尺寸如图6-5所示。图6-5　热焊补焊区造型示意a)中间缺陷补焊　b)边角缺陷补焊第三节　灰铸铁的焊接工艺(4)焊接　焊接时，为保持预热温度，缩短高温工作时间，要求在最短的时间内焊完，故宜采用大电流、长弧、连续焊。(5)焊后缓冷　焊后要采取缓冷措施，常用保温材料(如石棉灰等)覆盖，最好随炉冷却，电弧热焊适用于中厚(＞10mm以上)铸件的大缺陷补焊。3.半热焊工艺(二)气焊1.气焊焊接材料第三节　灰铸铁的焊接工艺表

6、6-4　铸铁气焊焊丝成分第三节　灰铸铁的焊接工艺图6-6　加热减应区示意2.灰铸铁气焊工艺第三节　灰铸铁的焊接工艺(三)焊缝为铸铁型的电弧冷焊1.电弧冷焊焊条2.铸铁型焊缝电弧冷焊工艺要点二、异质(非铸铁型)焊缝的电弧冷焊异质焊缝又称为非铸铁型焊缝。电弧冷焊是铸铁焊接中最常用的方法。因铸件在焊接中不需要预热，使焊接工艺过程大大简化，不仅降低了焊接成本，而且使焊接操作者的工作条件得到改善。此外，它还具有适应范围广，可进行全位置焊接及焊接效率高等特点，所以，异质焊缝电弧冷焊是一种很有发展前途的焊接工艺方法。(一)异质焊缝电弧冷焊材料第三节　灰铸铁的焊接工艺表6-5　常用铸铁焊条的性能及

7、主要用途第三节　灰铸铁的焊接工艺1.钢基焊缝电弧冷焊焊条(1)强氧化型铸铁焊条EZFe-1(Z100)　这种焊条采用低碳钢焊芯(H08)，并在药皮中加入了适量的强氧化性物质，如赤铁矿、大理石、锰矿等。(2)碳钢焊条EZFe-2(Z122Fe)　这种焊条是低碳钢焊芯铁粉型焊条，药皮为钛钙型。(3)焊缝为高钒钢的高钒铸铁焊条EZV(Z116、Z117)　高钒铸铁焊条采用低碳钢(H08)焊芯，并在药皮中加入了大量钒铁，故其焊缝为高钒钢组织。第三节　灰铸铁的焊接工