铸铁的焊接课件.ppt

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1、第4章铸铁的焊接1铸铁焊接主要应用于以下方面：(1)铸造缺陷的补焊(2)损坏铸铁件的补焊(3)零件的生产4.1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。1、按碳在铸铁中存在的状态及形式的不同，可将铸铁分为白口铸铁、灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁及蠕墨铸铁五类。2、白口铸铁中的碳绝大部分以渗碳体(Fe3C)状态存在，断口呈白亮色，故称之白口铸铁。在机械制造上较少应用，主要用于轧辊等。23、灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁及蠕墨铸铁中的碳基本以石墨状态存在，部分存在于珠光体中。4、目前以灰铸铁应用最广，球墨铸铁次之。可锻铸铁的石墨化退火处

2、理时间长，费用贵，故在许多场合已为球墨铸铁所逐步代替。蠕墨铸铁尚处于初期推广应用阶段。二、铸铁的组织与性能铸铁(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，同时基体组织也有一定的影响。铸铁中碳的存在状态及其基体组织决定于铸件的冷却速度(壁厚)及其化学成分。3关于铸铁的小知识：1、四种铸铁中石墨存在的形式是不同的：灰口铸铁：铁素体基体+片状石墨可锻铸铁：铁素体基体+团絮状石墨球墨铸铁：铁素体基体+圆球状石墨蠕墨铸铁：铁素体基体+蠕虫状石墨2、由于石墨存在形式的不同，对基体性能削弱的作用有

3、很大差异，故四种铸铁的力学性能有明显差别。3、铸铁的塑性和韧性要比钢低得多。4、生产中改变灰铸铁的基体组织主要是改变其珠光体的数量，以改善其硬度和耐磨性，至于灰铸铁的强度、弹性、塑性、韧性等，则主要由石墨所决定的。5、球墨铸铁可通过合金化或热处理等途径来强化或改变其基体组织，以达到提高力学性能的目的。4¤铸件壁厚（冷却速度）及化学成分对铸铁组织的影响麻口铸铁:碳一部分以石墨形式存在，类似灰口铸铁；另一部分以自由渗碳体形式存在，类似白口铸铁,断口中呈黑白相间的麻点。5铸铁牌号的含义：HT250：HT表示灰铸铁；250表示抗拉强度最小值为250MPaQT

4、400-18：QT表示球墨铸铁；400表示抗拉强度最小值为400MPa；18表示延伸率为18%64.2灰铸铁的焊接性灰铸铁的成分特点是碳高、硫磷杂质高焊接性不良主要有两个问题：一方面是焊接接头容易出现白口及淬硬组织；另一方面焊接接头易出现裂纹。一、焊接接头的白口及淬硬组织1、白口原因：灰铁焊接时，由于熔池体积小，存在时间短，加之铸铁内部的热传导作用，使得焊缝及近缝区冷速远大于铸铁在砂型中的冷速，故会产生大量的渗碳体，形成白口铸铁组织。2、白口区域：主要是焊缝区、半熔化区和奥氏体区。3、灰铸铁中常见的硫是强烈促进白口化的元素；磷对石墨化影响不大，但磷多

5、了会生成脆硬的磷共晶，降低灰铸铁的力学性能。7灰铸铁焊接接头组织变化图8二、焊接裂纹(一)冷裂纹1．焊缝中的冷裂纹3）铸铁型焊缝发生裂纹的温度，经测定一般在400℃以下。裂纹发生时常伴随着可听见的脆性断裂的声音。4）焊缝较长时或补焊刚度较大铸铁缺陷时，常发生这种裂纹。1）当焊缝为铸铁型时，较易出现这种裂纹。2）当采用异质焊接材料焊接，使焊缝成为奥氏体、铁素体或铜基焊缝时，配合采用合理的冷焊工艺，焊缝金属不易出现冷裂纹。92．热影响区的冷裂纹多数发生在含有较多渗碳体及马氏体的热影响区（图4-7），另外，当铸铁件较薄时，其中微量铸造缺陷(气孔、夹渣等)就

6、对减少焊件有效工作截面产生较大的影响。此种情况，冷裂纹可能发生在离熔合线稍远的热影响区。采取工艺措施来降低焊接接头的应力及防止焊接接头出现渗碳体及马氏体，如采用预热焊，可防止上述冷裂纹的产生。10(二)热裂纹1、灰铸铁的焊接，异质焊缝时结晶裂纹敏感性较大：当焊缝为铸铁型时，焊缝对热裂纹不敏感。但当采用低碳钢焊条与镍基铸铁焊条冷焊时，则焊缝较易出现属于热裂纹的结晶裂纹。用低碳钢焊条焊接铸铁时，第一层焊缝容易发生热裂纹，这种热裂纹往往隐藏在焊缝下部，从焊缝表面不易察觉。112、防止：生产中主要是采取减小焊接应力，改变焊缝合金系统以及限制母材中杂质熔入焊缝

7、等措施。利用镍基铸铁焊条焊接铸铁时，其焊缝对热裂纹有较大的敏感性。124.3灰铸铁的焊接工艺一、同质(铸铁型)焊缝的熔焊(一)电弧热焊及半热焊将焊件整体或有缺陷的局部位置预热到600-700℃(暗红色)，然后进行补焊，并且焊后进行缓冷的铸铁补焊工艺，人们称之为“热焊”。预热温度范围为300-400℃称为“半热焊”。1．热焊及半热焊焊条：均有两种类型，一种为铸铁芯石墨化铸铁焊条(Z248)；另一种为钢芯石墨化铸铁焊条(Z208)。“Z248”主要用于补焊厚大铸件的缺陷，多由使用单位自制；“Z208”焊条采用低碳钢焊芯(H08)，外涂强石墨化药皮，焊缝为

8、铸铁型。一般专业焊条厂均可生产。13牌号焊缝金属主要化学成分组成类型Z1××碳钢或高钒钢Z2××铸铁(包括球