手工电弧焊对灰口铸铁的补焊工艺.doc

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1、手工电弧焊对灰口铸铁的补焊工艺柳钢（集团）公司烧结厂梁森摘　要：采用灰口铸件HT20-40的补焊工艺方法，可有效地防止裂纹的产生，使焊缝有一定的塑性和强度，并有较好的机加工性和抗裂性。关键词：灰口铸铁补焊熔合比焊接工艺热影响区铸铁的焊接，主要应用于铸件的补焊。灰口铸铁补焊时，容易产生白口，以及出现裂纹等问题。当焊缝强度较高而母材强度较低时，容易产生剥离。尤其对于大面积的裂纹补焊是不容易获得成功的。因此在制定补焊工艺时，对铸件的缺陷要进行具体分析，尽量减小熔合比，调整热影响区，松驰焊接应力，才能使大面积的裂纹补焊获得成功。1、材料及焊前准备翻车机液压缸，

2、材料为HT20-40灰口铸铁，厚度为18mm。裂纹程度：且横、纵向交错，有穿透和未穿透的。(1)钻止裂孔：在距离裂纹末端2～3mm处钻一个直径为6～8mm的止裂孔。对穿透性裂纹，止裂孔要打透；对非穿透性裂纹，止裂孔要比裂纹深2～3mm。(2)开坡口：采用机械方法，在裂纹开裂部位刨出坡口。对穿透性裂纹，开坡口时要排除裂纹，坡口底部呈园弧状，坡口尺寸见图1所示：图1　焊缝坡口形式(3)焊前清理：将坡口周围的油污，铁锈等脏物清除干净，直到露出光泽为止。2、工艺分析1）产生白口的原因及预防措施产生白口的原因：一方面是由于焊缝的冷却速度快，特别是在熔合线附近处的

3、焊缝金属是冷却最快的地方，另一方面是焊条选择不当，使焊缝中的石墨化元素含量不足。防止产生白口的措施：①减慢冷却速度延长熔合区处于红热状态的时间，使石墨能充分析出，具体措施是焊前对焊件进行预热和焊后保温缓冷。②增加石墨化元素含量铸铁中常存在的C、Si、S、Mn、P元素中，C和Si是强烈的石墨化元素，只有当（C+Si）％含量达到一定值时，在适当冷却速度配合下，才能使焊缝获得灰铸铁组织。因此，选择含硅、磷较高的焊接材料是防止产生白口的常用方法之一。③采用易质材料焊接采用镍基、铜基、钢基焊缝的焊接材料，使焊缝不是铸铁组织，因而从根本上避免了产生白口。2）铸铁补

4、焊时产生裂纹的原因及预防措施铸铁补焊时可能产生冷裂纹和热裂纹①冷裂纹冷裂纹可能出现在焊缝或热影响区上，并且发生在400℃以下。当焊缝为铸铁型时，易于出现焊缝冷裂纹。裂纹发生时常随着可听见的较响的脆性断裂声音，焊缝较长或焊补刚性较大的缺陷时，常发生这种裂纹。产生原因是：焊接过程中由于焊件局部不均匀受热，焊缝在冷却过程中受到很大的拉应力，由于铸铁强度低，400℃以下基本无塑性，当拉应力超过此时铸铁的抗拉强度时，即发生焊缝冷裂纹。当焊缝中存在白口铸铁时，由于白口铸铁的收缩率（2.3％）比灰铸铁的收缩率（1．26℅）大，故焊缝更易出现冷裂纹，特别是当焊缝强度大

5、于母材时，冷却过程中母材牵制不住焊缝的收缩，结果在结合处母材被撕裂，这种现象称为“剥离”。防止冷裂纹最有效的办法是对补焊件进行550～700℃在整体预热，其次是采用易质焊缝的焊接材料。②热裂纹当采用镍基焊接材料（如Z308、Z408、Z508焊条）及一般常用的低碳钢焊条补焊铸铁时，焊缝金属对热裂纹较敏感。产生的原因是：采用镍基材料补焊铸铁时，由于铸铁含S、P高，形成较多的低熔点共晶体物，如Ni-Ni3S2(熔点644℃)Ni-Ni3P（熔点880℃）；采用低碳钢焊条焊补铸铁时，第一、二层焊缝会从铸铁溶入较多的C、S及P，因此使第一、二层焊缝的热裂纹程度

6、增加。防止产生热裂纹的方法是调整焊缝的化学成分，加入稀土元素，增强脱硫脱磷的能力，减少融合比，降低焊接应力等。3）焊条选用非铸铁型异质焊缝金属的性质分镍基、钢基两大类。①镍基铸铁焊条特点是焊缝硬度较低溶合区白口层薄，焊缝的颜色与灰铸铁相接近，使用于加工面的焊接。镍基铸铁焊条有：EZNi型纯镍铸铁焊条（Z308）、EZNiFe型镍铁铸铁焊条（Z408）、EZNiCu型镍铜铸铁焊条（Z508）三种，而Z308是纯镍芯、强石墨化型药皮的铸铁焊条。电源可交、直流两用，进行全位置焊接，施焊时，焊件可不预热，这是铸铁冷焊焊条中抗裂性、切削加工性、操作工艺及力学性能

7、等综合性能较好的一种焊条。②钢基铸铁焊条焊条采用低碳钢焊芯，焊后焊接接头中易出现热裂纹、冷裂纹和淬硬组织，溶合区白口宽度较大，焊接质量不能令人满意。3、补焊工艺　　(1)将工件倾斜放置，使焊缝处于上坡焊或半立焊，以减小熔合比。(2)焊前将坡口周围预热，温度为200～250℃，以缩小焊缝与工件的温差。　　(3)焊条选用铸308，直径D3.2mm和4mm。焊前应将焊条经150℃左右烘焙2h。烘干后装到保温筒，随取随用。(4)第1、2、3层焊道施焊时选用D3.2mm焊条，电流为90～100A。后两层焊道，选用D4mm焊条，电流130～160A。采用直流正接。

8、　　(5)每层焊后清熔渣。(6)焊后，在焊接区周围200mm范围内，加热到300～350℃，保