铸铁气焊工艺与焊接区硬度控制.pdf

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1、第八届全圉铸件挠救工程会议论文集铸铁气焊工艺与焊接区硬度控静任永明徐锦锋盂冬渡扬帆西安理工大学材料科学与工程学院，西安710048)摘要：使用微台空化铸铁焊丝，研究7气焊工艺对铸铁焊接区硬度的影响．结果表明，焊前预热和焊后保温对焊接区硬度有显著影响．预热温度升高，基体中铁素体舍量增多，焊接区硬度值降低．200"C预热获得的焊接区硬度要比室温不预热焊的降低约HB30；焊后用火焰对焊接区盎属持续烘烤2～6min进行保温缇岭，亦可有效降低焊接区硬度．焊前预热和焊后缓岭措施的复合使用可达到控制焊接区硬度的最佳教果．关键词：铸铁气焊微台金化预热缓冷硬度铸铁碳当鼙高、硫磷杂质多．焊接时极易产生白口组

2、织和裂纹缺陷，对缺陷铸件的焊接修复难度较大””。气焊以其加热范围太．焊接温度低．操作灵活等特点，可有敬降低焊接区金属的白口及裂纹倾向．而，。泛应用于铸铁件的捍补修盟””。气焊操作工艺对焊接区组织率l性能有显著影响。本文应用微台金强石墨化铸铁焊丝对灰铸铁试忭进行O～C％火焰气捍，研究预热温度目牌后缓冲对铸铁焊接区组织和硬度的影响，以期获得有敛控制铸铁件焊补区性能的途径和方往。l试验方法及条件莸铸铁焊丝成分36*／o-42％C：34％46％Si．郢6％Mn：‘o05％S；<005％P，旦5％Ca—Ni·Ti·Bi，其余Fe。焊接试什材质为HT200．尺寸为200x70x25mm。采用多元微台

3、金化灰铁焊丝在试什上进行气焊，使片j熔剂CJ201．采用中性或弱碳焰焊接。在埠件t开U型坡13，深度为10mm，K度为25ram(沿厚度方向)。将抛光的试样用4％硝酸酒精腐蚀，烘干后在XJL-03趔光学金相显微镜上观察金相组纵。应用HB一3000型布氏硬度试验机测试焊接接头硬度．载荷750公斤，保压30s，目1三点取平均值。2试验结果及分析21预热温度对焊缱组织理性能的影响不同预热温度F焊接HT200的焊缝组织形貌如图1所示。c)Tf200'c幽1颅热m度H抖缝m织的影响“8”“”印”+。“：器⋯⋯“⋯”“⋯”0⋯la随预热温度的政变，焊缝的组0泼7E了较大第八届全国铸件境救工程会议论文

4、集的变化。闰a)为室温下焊接得到的焊缝组织，主要由珠光体、铁素体和石墨组成，铁素体主要里点、小块状分布，主要分布于石墨片周围；当预热温度加热到100℃左右时，如图b)所示，焊缝组织仍由珠光体，铁索体和石墨组成，但珠光体含量减少．铁素体含量增多，铁素体成小片状分布于石墨片周围，局部呈连续分布；当预热温度提高到200℃左右时，图c)，焊缝组织不变，但珠光体继续减少．铁索体含量比起a)圈太幅增加．铁素体成较大片状分布于石墨及珠光体之间。焊缝硬度随预热温度的变化如图2所示。预热温度较低．焊缝金属与母材融合较差，气孔等缺陷增多，局部内应力较高．焊缝硬度较大。随着预热温度的升高，焊缝硬度减小。在冷焊

5、条件下．预热温度为200℃时比室温HB硬度值低30左右。可见，预热温度升高，焊缝的冷却速率减小，埠缝石墨化能力显著提高。石墨生长环境得到改善．分枝趋于发达。同时．焊缝中的铁索体含量也随着预热温度的升高而增多．珠光体含量则相对有所减少。预#a度∥℃图2预热0度对焊缝碰度的影喃Fig2E髋clofp睁hcalkm舛嘣⋯nmehad—orweld2．2焊后缓冷措施对焊缝组织及性能的影响1)缓冷炉初始温度的影响不同炉温条十}F．焊件随炉冷却的焊缝组织如图3所示。焊后炉中缓冷对焊缱组织的影响和预热温度对焊缝组织的影响有相同的趋势。随着炉温升高，基体组织中白色铁索体的含量增多，珠光体的含量相对减少。

6、焊接区硬度降低。保温炉的初始温度对于焊缝组织也有重要影响。炉中初始温度越高，焊件冷却速度越小，越有利于石墨的析出，铁索体舍堂增多，珠光体疑减少，焊缝硬度越低。c11

7、200℃崩3缓拎炉韧始温度对焊缝组织的影响FIB3EⅡ如orinitia#血n⋯mpc埘⋯nmemI㈣mcmofweld保温炉初始无热输^时，即铸件焊后于宣温F空冷．焊缝冷却速率较大，铁案体与石墨的析出较少，珠光体含量相对较多，焊缝硬度较高。焊后将铸件放于200℃的炉中保温缓冷，铁素体含量比起室漏时火焰保温时间对焊缝硬度的影响有显著增大，焊缝硬度降低，可获得与铸件性能相匹配的焊接区．2)火焰烘烤时间的影响圈4为火焰烘烤时间与

8、焊缝硬度的关系。从中可以看出，火焰烘烤时间短时，焊件冷速较大，维织由奥氏体向珠光体转变较多，铁索体含量较低．焊缝硬度增大。因此．适当增长焊接时间．提高焊后保温时间．对于焊缝硬度的控制有着很好的作用。保温时间由2rain增加到6rain时。焊缝区硬度值。F降了近60HB。自目g#t第^届全国铸件挽救工程会议论文粜毛毯罄搿女目4^编m烤时M对焊缝硬度的影响Fig一4E雕ctofthebeattngtimcotnamcsontheh枷ne