有色金属的焊接

有色金属的焊接（讲义）
笫一章：铜及铜合金的焊接
一、铜及铜合金的性能：
良好的导电、导热、耐蚀性（除氧化性的酸外）；
良好的冷热加工性和较高的强度；
纯铜（T1～T4）
1、紫铜（Cu≥%）TU1～TU2—用于电子真空元件
无氧铜TUP－焊接用材
TUmm－用于电子真空元件
压力加工黄铜：H6八、H6二、HPb59-一、HMn58-二、
2、黄铜 HSi80-3等
铸造黄铜： ZHAlFeMn66-6-3-二、ZHMn58-2-二、
ZHMnFe55-6-3、ZHSi80-3
二、铜及铜合金压力加工青铜：、QAl9-二、、QSi3-1
的分类：3、青铜
铸造青铜：ZQSnP10-一、ZQSnZnPb6-6-3
ZQAlMn9-2、ZQAlFe9-4
锡青铜：
铝青铜：QAl-2、QAl19-2、QAl19-4、QAl4-9
硅青铜：QSi3-1
B10
4、白铜
B30
三、铜及铜合金的焊接性：
1、焊接缺点：
①未焊透及未熔合—导热性好所致。

应采用能量集中、大功率的热源及预热方式来减
少未焊透和未熔合。

②变形大—线膨胀系数大热影响区宽所致。

③应力大—拘束及刚度所致。

④热裂纹
A、共晶物熔点低于铜的熔点；
Cu的熔点：1083℃；
CuO2的熔点：1060℃；
Cu＋Pb共晶熔点：270℃；
Cu＋Bi共晶熔点：270℃；
CuS共晶熔点：1067℃；
B、上述物质散布在枝状晶间或晶界处→热脆性
C、应力作用；
D、A＋B＋C共存→热裂纹。

处置方式：控制O（＜％）；S（＜％）；Pb（＜％）；Bi（＜％）。

⑤气孔
H2—溶解度随温度下降而突变；
O2、CO2、H2—熔池来不及凝固而残余；
⑥接头的塑性、导电性及耐腐性—发生在焊缝、热影响区。

产生原因：A、热循环后→晶粒粗大；
B、晶界面上存在低熔点共晶物→塑、韧性下降；
C、Mn、Si元素（脱氧）、杂质、合金元素的加入→导电性下降；
D、Zn、Ni、Al元素（耐腐）受热下降→烧损和蒸发。

⑦其它
无相变。

σs、δ、αK下降→必需进行低温预热；
元素烧损→能见度下降、自身健康受影响。

2、焊接质量控制：
①尽可能采用加热面积小、能量密度大、大功率的焊接方式；
预热→焊接顺序→焊后锤击→热处理
充分熔合、细化晶粒去应力、防变形
②降低O、S、Pb、Bi含量，正确选用母材和焊材（Al、Ti含量要高）。

③选用能取得双相组织的焊材→细化晶粒→使易熔共晶分散、断续。

④预防H侵入。

可采用去氧化膜法，适当焊接气氛，延长熔池存在的时刻→使气体析出。

⑤避免合金元素烧损、氧化、蒸发：
Ⅰ、焊接锡青铜时，选用含S i、P的焊材，且用硼砂和硼酸作熔剂→避免锡的氧化；
Ⅱ、焊接铝青铜时，采用氯化盐和氟化盐组成的熔剂；
Ⅲ、焊接黄铜时，选用含Si的焊材→SiO2能够阻止Zn的氧化、蒸发，避免H的侵入；
Ⅳ、焊接易氧化或易蒸发的铜合金时，可采用合金添加法来补偿元素烧损；
Ⅴ、对要求变质处置、细化晶粒的材料，应尽可能利用气保焊；
Ⅵ、焊接次数要少，最好采用单道（层）焊→避免晶粒粗大和气孔。

四、焊接工艺：
1、焊接方式的选择
焊接方式很多，除下列方式外还可用MIG焊、电阻焊、埋弧焊、闪光摩擦焊、等离子弧
2、焊接材料的选择
①焊丝
紫铜焊丝：（HSCu201）→紫铜TIG、OFW焊（配CJ301焊剂），SAW（配CJ150焊剂）；低磷铜焊丝：（HSCu202）→紫铜OFW焊（配CJ301焊剂）；
锡黄铜焊丝：（HSCu220）→黄铜OFW、GTAW焊；
（HSCu221）→黄铜OFW焊、钎焊，白铜、钢、灰口铸铁、硬质合金刀具；
铁黄铜焊丝：（HSCu222）→同上；
硅黄铜焊丝：（HSCu224）→同上（但必需利用熔剂）；
铝青铜焊丝：（HSCuAl）→铝青铜TIG、MIG、SMAW焊；
硅青铜焊丝：（HSCuSi）→硅青铜TIG、MIG焊；
锡青铜焊丝：（HSCuSn）→锡青铜TIG、SMAW焊；
②熔剂
Ⅰ、气焊用熔剂（含碳弧焊及钎焊）
主要有：硼酸盐、卤化物（Al2O3—去膜、脱渣作用）或其它混合物
CJ301—铜的气、钎焊；
CJ401—青铜气焊。

Ⅱ、埋弧焊熔剂
HJ260、HJ150（氧化性少，适用紫铜焊）HJ431（氧化性强）HJ250、HJ360
②焊条
T107—适用于脱氧、无氧铜及耐海水侵蚀材料；
T207—适用于紫铜、黄铜、硅青铜及管道内衬及堆焊；
T227—适用于紫铜、黄铜、磷青铜及管道内衬及堆焊；
T237—适用于铝青铜、铜与钢及铸铁补焊；
T307—主要适用于焊接70～80%铜-镍合金。

3、焊前预备：
用汽油、丙酮
去油污
①清理 NaOH（30～40%）＋H2O
钢丝刷
去氧化膜
化学清理
③坡口制备：（按接头形式）
Ⅰ、由散热情形决定，
对接、端接—散热情形较好；
十字、丁字、内角接头—散热情形较差。

Ⅱ、焊接位置—不宜采用立、仰位焊
4、焊接工艺：
Ⅰ、气焊（以紫铜为例）
对薄板：T预=400～500℃，左焊法，避免晶粒长大；
对厚板：T预=600～700℃，右焊法，避免裂纹、气孔；
焊丝与工件的夹角30°～40°；
焊嘴与焊件夹角60°～90°，待熔化后慢慢变小（60°～70°）。

Ⅱ、TIG焊
适用范围：中、薄板小件的焊接和补焊。

①焊材选择：
紫铜、白铜→选用含S i、P、Ti的脱氧焊剂（如：HS201、ECu、RCuSi等）以避免气孔和裂纹。

黄铜→选用不含Zn的焊丝（如SCuSnA）
青铜→选用补充合金元素烧损的焊丝（如：SCuS i、R CuS i、SCuAl、SCuS n、）
②焊接工艺：
主要工艺参数有：钨棒直径、焊丝直径、焊接电流、电弧电压、气体流量、预热温度、电源极性、焊接方向（左焊法）。

（Be、Al用交流）
Ⅲ、钎焊铬铁钎焊
浸沾钎焊
按方式分类火焰钎焊
感应钎焊
电阻钎焊
炉中钎焊
1、钎焊的分类：锡－铅钎料
锌基钎料
软钎焊镉基钎料
铋基钎料
按熔点温度分铅基钎料等
黄铜钎料
硬钎焊银钎料
磷铜钎料
铝基基钎料钎料
锰基钎料等
说明：各类材料编号有不同，但对炉中钎焊可采用PCl3作气体钎焊。

3、钎焊的可焊性：除铝青铜、铝黄铜外，其余铜及铜合金全都有良好的钎焊性。

但对铝青
铜、铝黄铜可采用镀铜方式或在强侵蚀下来改变焊接性。

锡－铅钎料：熔点低，润湿性和铺展性良好，T工＜150℃；
软钎焊镉基钎料：T工＞150 ℃；
4、钎焊的特点：锌基钎料：T工＞150 ℃；
黄铜钎料：熔点温度高、操作要求高；
硬钎焊磷铜钎料：有自钎能力，且熔点温度不高，焊接时可不
加或少加熔剂；
银钎料：润湿性好，工艺性好，熔点温度不高，应用广。

五、钎焊时应注意：
①在还原性气氛中钎焊铜及其合金时，应避免“氢病”。

—换言之，只有无氧铜才能在
氢气中钎焊；
②对具有热脆性或自裂性较大的接头，必需在钎焊前进行去应力处置，同时钎焊时刻要
短；
③为避免烧损锌或铝向银方向扩散，对炉中钎焊黄铜及铝青铜时，最好在其表面镀铜
或镍。

笫二章：铝及铝合金的焊接
一、铝及铝合金的特点及分类：
一、铝的特点：
A、面心立方晶格；
B、无同素异构转变；
C、无低温脆性转变；
D、强度低塑性好；
E、耐腐性好；
F、热容量大、熔化潜热高；
G、比强度（σb/γ）高；但易氧化（Al2O3）。

工业纯铝工业高纯铝（LG1～LG5）
（焊接性好）工业纯铝（L1～L7）
Al—Mn
非热处置强化铝 Al—Mg合金（LF5～LF6）
2、铝及铝合金的分类：（除锈铝） Al—Mn—Mg合金（LF1）
变形铝
Al —Cu —Mg 合金（LY1～LY13等） 锻铝（LD1～LD11） 热处置强化铝 Al —Zn —Mg —Cu 合金（LC4等）
Al —Li —Mg —Cu 合金 Al-Cu-L 合金
新型铝合金
Al-Li-Cu-ZRr 铸造合金铝
注：变形铝中除Al —Mn 合金、Al —Mg 合金焊接性较差其佘较好。

3、 铝及铝合金的焊接性：
① 除锈铝：它是通过加工而硬化，固溶强化来提高机械性能，其焊接性良好；
② 热处置强化铝：是通过固溶、淬火时效等工艺方式来提高力学性能，焊接性比较差。

（裂纹偏向较大，专门是熔化焊） 4、 影响焊接性的主要因素：
主如果物理性能和化学性能。

① 易氧化→熔渣不易上浮→熔滴不断氧化→形成夹渣；
↓→Al 2O 3吸水性强→产生气孔。

※（避免方式见后第5条）
所以对焊件焊材必需进行严格清理。

② 导热系数大，电热容大→产生未熔合； ③ 高温强度低→易烧穿或塌陷；
↓→且颜色不能辨别焊接温度。

所以应采用带垫焊或采用夹具焊。

④ 无同素异构转变（液—固态时→造成晶粒粗大），在热循环的作用下→烧损元素→
耐侵蚀性下降；
⑤ 线膨胀系数大→由于焊接进程的冶金反映及温度转变→产生裂纹； 所以
A 、必需加入变质剂（Ti 、Zr 、V 、
B 等元素）→产生包晶反映→形成难熔化合物→细化晶粒；
B 、限制杂质含量→改变Fe 、Si 化合物的散布；
C 、正确工艺方式和工艺参数。

5、 ※气孔的避免方式：
① 干燥母材和焊材；
② 严格清理氧化物后当即施焊； ③ 增强双面保护；
④ of 采用TIG 焊时应采用大电流、快焊速； of 采用MIG 焊时应采用小电流、慢焊速； ⑥ Ar 气体
⑦ 中可加入CO 2、或O 2等氧化性气体→使H 氧化来降低氢的压力。

铝 及 铝 合 金 的 焊 接 性
6、铝及铝合金的焊接特点：
A、工业纯铝：
①主要杂质有Fe、Si等
Fe→FeAl3（针状、高硬、极脆）→耐侵蚀性下降；
Si→硅晶体（塑性下降）；
注：当Fe/Si＜1时，裂纹偏向增加；
当Fe/Si＞1时，裂纹偏向减少（实际上是减少低熔点共晶物）；
③线膨胀系数大→易产生变形、夹渣、未熔合及双相气孔。

所以焊接工业纯铝时，应重视氧化膜的清理，减少弧柱区的分压。

B、除锈铝：
①除锈铝中Mn含量较高时（例：LF21），焊接性良好；
Mn→MnAl6脆性氧化物［或（MnFe）Al6］散布在晶界上→塑性下降→产生裂纹。

②除锈铝中Mg含量较高时（例LF二、LF3、LF五、LF6等），焊接性良好；
③除锈铝中Mg（2～3%）、Si含量时，焊接性较差；
Mg→Mg2Si→属脆性相→降低塑性和耐侵蚀性。

液固-相温差大→在液固-相共存时刻上增加→凝固时产生拉应力→产生裂纹。

所以焊接Al-Mg合金时，不能选用Al-Si型焊材，且应控制Cu、Zn的含量。

当焊接通过冷作加工硬化铝合金时，热影响区温度大于结晶温度（～1500℃）→软化现象很明显。

若薄件的冷作加工硬化程度越高，则软化程度越明显。

而这种现象大于Al-Mn、Al-Mg合金的软化程度，特别体此刻熔化焊中。

C、热处置强化铝合金：（主要成份为：Al、Cu、Mg等，例LY1一、LY12等）
强化方式：淬火＋自然时效（或人工时效）。

主要相为：CuAl3、Al2CuMg，由于这些相的存在，所以存在下列问题：
①焊接裂纹（结晶裂纹）
产生机理：由于热处置强化铝合金属共晶型合金，如采用同类焊材时，则结晶裂纹严峻，同时收缩应力和弱化的晶界而引发裂纹。

避免方式：采用能形成较多的易熔共晶、且流动性较好的Al-Si焊材（例SAlSi-1）。

说明：利用此类焊材焊缝强度会低于母材。

②软化
产生机理：由于自然状态下焊接，Al-Cu-Mg合金接头的热影响区强度明显下降，焊后软化现象无法得以恢复。

产生区域：热影响区的“过时效”区。

其程度主要取决于合金中第二相的性质。

避免方式：采用退火或固溶状态下进行焊接，焊后热处置；
采用能量集中的焊接方式；
采用小的线能量来减少接头强度损失。

③焊寸接过热区脆化：
①热影响区T＞548℃时→晶界熔化，加上不均匀加热→易熔共晶产生偏析；
②焊接应力作用→液化晶粒垃裂（一般称液化裂纹）；
③晶界上脆性共晶体的存在→形成脆化热影响区；
④上述三个原因（①②③条）同时存在→过热处脆化→塑性下降冷弯角少。

7、焊接工艺：
A、焊接方式：
TIG焊、MIG焊、OFW焊、脉冲焊、等离子弧焊、电子真空束焊、电阻点焊和缝焊、钎焊、激光焊等方式。

B、焊接材料：
①焊丝的选择
选择要求：应按照接头的力学性能、耐侵蚀性、抗裂性、结构刚度等方面来选择化学成份可选用同质或非同质焊丝。

②气体的选择
TIG焊—交流或高频焊：Ar（大厚板）、直流正接：Ar＋He（也可用纯He）；
MIG焊—Ar＋He；
OFW焊—C2H2＋O2；
C、焊接工步：
①预备
清理：（化学、物理清理）
垫板：（单面焊）制作；
预热：目的—是为了避免裂纹减少气孔及应力；
对象—厚度5～8mm以上；
温度—100℃～300℃；
②坡口开设：
1～4mm—可不开坡口；3～20mm可开单面V形坡口；14～25mm可开双面V形坡口；
③熔剂的选用
含氯化锂：熔剂和熔渣熔点低，熔渣粘度低，流动性好，润湿性OFW焊好，熔渣易清除，但吸湿性强。

适用于薄板焊接。

不含氯化锂：熔点高、粘度大、流动性差，易产生夹渣。

适用于薄
板焊接。

④工艺参数
焊嘴－大小依据焊件厚度、坡口形式、焊接位置；
OFW焊：焊法—薄板采用左焊法，反之右焊法；
火焰种类—中性焰或微碳化焰。

禁用氧化焰（会引发H气孔）。

焊炬倾角—薄板20°～40°，厚板40°～80°。

焊接电流
电弧电压
TIG焊气体流量
焊丝规格
预热温度（6mm以上，100℃～250℃）
焊接层次
⑤焊后处置
焊后6小时内对熔剂和溶渣进行严格清理。

D、铝及铝合金焊接常见缺点产生的原因：
①气孔：
气体纯度低，工件不洁，有水分；
管道漏气，工艺参数不妥，电弧不稳固；
钨极伸出不长；
预热不妥；
环境影响，风速过大。

②裂纹：
焊丝选择不妥（Mn＜3%，Fe、Si含量偏高）；
焊丝熔化温度高（引发热影响区产生液化裂纹）；
焊接结构不合理，焊缝集中而引发拘束应力；
高温停留时刻太长，产生过热组织；
弧坑未填满，引发弧坑裂纹；
焊接顺序不妥；
电流太大，焊速偏熳。

③未焊透：
焊速大，弧长太长；
间隙、坡口角度小，钝边大，焊接电流小；
工件不干净；
焊把角度不妥。

④夹钨：
引弧不正确；
钨极形状不合理；
极性错误；
工艺参数不妥；
气体选择不妥。

⑤咬边：
工艺参数不妥；
焊炬摆幅不均匀；
填充金属偏少。

笫三章：铸铁焊接及补焊
一、铸铁的性能及分类：
一、性能：
良好的铸造性、切削加工性、耐磨性、减震性。

铸铁的性能主要取决于：①化学成份；②显微组织类型；③显微组织组分型式；④显微组织组分的散布。

铸铁的组织主要取决于：①化学成份；②冷却速度。

增进石墨化的元素：C、Si、Al、Cu、Ni等；
铸铁的主要元素：
阻止石墨化（增进白口化）的元素：S、Cr、V、Mo、Mn等；
2、铸铁的分类：
A、灰口铸铁
B、球墨铸铁
按碳存在状态及石墨的存在形式分 C、可锻铸铁
（存在形式：片、絮、球状） D、蠕墨铸铁
E、白口铸铁
A、灰口铸铁
①性能
碳以石墨（片状）存在，散布在不同的基体上，断面灰黑色。

力学性能主要取决于石墨的大体组织、大小、形状和散布。

灰口铸铁的强度、硬度较差，塑性接近于零。

②牌号及组织（HT×××－灰铁的抗拉强度的最小值）
HT100 － F体灰口铸铁； HT300 － P体孕育铸铁；
HT150 － F体＋P体铸铁； HT350 － P体孕育铸铁；
HT200 － P体铸铁； HT400 － P体孕育铸铁；
B、球墨铸铁
①性能
在液态铸铁中加入适量的球化剂（镁、铈、钇等），使石墨呈球状散布，来知足应力小
较高的强度、硬度。

它能够通过热处置方式来改善力学性能。

②牌号及组织（QT×××－×－别离代表：球墨铸铁，抗拉强度的最小值，延伸率）
QT400－18 F体； QT600—3 F体＋P体；
QT400－15 F体； QT700—2 P体；
QT450－10 F体； QT800—2 P体或回火组织；
QT500－7 F体＋P体； QT900—2 B体或回火组织；
C、可锻铸铁（亦称马铁或展性铸铁）
①性能
它是白口铸铁坯料经900℃～1000℃长时刻（几十小时）退火，使渗碳体在固溶下分解，形成团絮状石墨。

可锻铸铁强度、硬度优于白口铸铁。

铁素体可锻铸铁（KTH）
②可锻铸铁分类
珠光体可锻铸铁（KTZ）
③牌号（KTH（Z）×××－×－别离代表：可锻铸铁，抗拉强度的最小值，延伸率）
KTH300— KTZ700—
D 蠕墨铸铁（新型材料）
石墨以蠕虫状而得名。

蠕墨铸铁的力学性能介于球墨铸铁和灰口铸铁之间。

E、白口铸铁
碳以渗碳体（Fe3C）状态存，在断口白色，硬而脆、强度低。

但能够通过渗合金（Mo、Cr、W等）方式来提高力学性能。

二、铸铁的焊接
㈠灰口铸铁的焊接
一、焊接性：
灰口铸铁的力学性能特点：强度低、塑性极差。

若焊接进程冷速快、受热不均匀→产生较大应力→产生冷、热裂纹偏向专门大。

灰口铸铁的化学性能特点：C、S、P含量高→增加对冷却速度转变的敏感性→若焊接进程冷速快、结晶时刻短→石墨化进程不充分→致使熔合区、焊缝上C以化合物状态存在→形成白口和淬硬组织。

A、焊接接头易出现白口和淬硬组织
灰口铸铁SMAW焊接时接头的冷却速度远大于铸件在砂型中的冷却速度→当快速冷却下→石墨化进行很困难→产生大量的渗碳体→形成白口组织。

接头位置不同，产生白口组织的概率也不同
①焊缝区
采用同质材料：（焊缝成份与灰口铸铁相同）由于V冷大→焊缝主要为共晶渗碳体、二次渗碳体及珠光体；（即白口组织）这种情形即便增大焊接线能量，白口组织也很难消除。

采用异质材料：（如采用低碳钢焊条）相当于高碳钢成份。

在快速冷却的焊接条件下，焊缝易形成脆而硬的高碳马氏体组织。

②熔合区（很窄，温度在固液相之间）
焊接时，铸铁中部份晶粒熔化，尚有部份晶粒需通过石墨中的碳的扩散作用，转变成被碳饱和的奥氏体。

该区热量传导给热影响区（即冷却速度加速），所以比焊缝区更易形成白口组织。

③奥氏体区（固相线与共析温度之间，无液体出现）
加热时，组织为奥氏体（含量较高）和石墨。

当冷却速度较快时，会产生马氏体或上贝氏体组织。

这种组织硬度高。

④重结晶区（很窄，温度780℃～820℃之间）
⑤加热时，部份组织转变为奥氏体组织；冷却时，奥氏体组织转变为珠光体组织；
若快速冷却则会出现马氏体。

B、焊接裂纹
①冷裂纹（多出此刻焊缝上或热影响区，400℃以下产生，多为横向散布）
产生冷裂纹的主要因素：铸铁的组织（片状石墨尖端）、性能、石墨化程度、结构刚度、焊接工艺等。

当焊缝金属同质时，灰口铸铁易出现冷裂纹；
当温度在400℃以上时，铸铁具有必然的塑性，同时焊缝经受拉应力降低，产生冷裂纹偏向小；
焊接时，加热和冷却不均匀，焊缝冷却进程中存在专门大的拉应力，使石墨尖端存在专门大的集中应力，易出现冷裂纹，且具有必然的扩延性。

②热裂纹
当焊缝金属同质时，灰口铸铁焊接一般对热裂纹不够敏感；
当采用低碳钢（氧化铁型）焊材时，熔合比增大，同时存在S、P杂质，产生低熔点共晶物，焊缝极易产生结晶裂纹；
当采用镍基铸铁焊材时，有存在S、P杂质，产生低熔点共晶物，增加了热裂纹的敏感性；
3、灰口铸铁焊接工艺
灰口铸铁的焊接方式
焊接方式选择依据：
依据化学成份、组织和力学性能、尺寸大小、工件厚度及结构复杂程度；
补焊铸件缺点时，应考虑缺点的状况（类型、性质、尺寸、部位、刚度等）；
知足焊接进程的工艺要求和焊后质量要求（指接头的力学性能、颜色、密封性及切削加工性）；
应考虑现场操作的可能性和经济性。

⑴焊条电弧焊
Ⅰ、焊接特点：加热较集中、受热面较小→相对变形小；
Ⅱ、焊接方式：热焊、半热焊、不预热焊、冷焊、不预热焊；
方式特点：除采用铸100、铸117、铸11六、铸607、铸61二、J506焊条冷焊外，其余焊材均较好。

Ⅲ、冷焊法：是采用非铸铁型焊材，且焊前不进行预热的一种焊接方式。

但焊接进程中必需采用必然的工艺办法（避免局部过热、缩小受热面积、限制焊接时的高温）→以达到减少应力避免产生裂纹。

冷焊法的缺点：冷速快→极易产生白口和淬硬组织；
加热不均匀→形成残余应力→冷裂纹。

冷焊法的工艺要点：
①焊前预备：清理。

检查裂纹的长度、走向、起终点位置（为防裂纹展扩可钻止裂孔）；
②坡口开设：保证焊透，可开设V、U、X形坡口；
为避免铁水流淌，可进行必要的造型（凹型）。

③工艺（补焊）
采用小电流（视焊条的类型）、小焊条直径、快焊速，交流或直流正接电源→减少熔深、降低熔合比、确保碳浓度稀释、减少杂质（S、P）溶入熔池的数量→减少裂纹和淬硬性、降低应力。

④注意：
焊接时应采用短弧焊，方式可用断续焊、分散焊、分断倒焊→锤击→减少集中应力→避免裂纹的产生；
焊接时应合理焊接顺序；
焊接时应采用多层焊→对焊前有预热作用→使硬度下降。

⑤焊接方式（视裂纹位置和方向而定）
焊接时应遵循“先焊刚度大的部位”的原则；
甲：栽丝法（承冲击载荷的大厚件）：
乙：力加垫板补焊法：
丙：镶块补焊法：
⑵电弧热焊及半热焊法
所谓不预热，是指温度低于300℃，这种情形可采用铸铁芯焊条。

例：铸248。

Ⅰ、热焊法
对工件预热600℃～700℃，并在450℃温度以上进行焊接。

长处：焊件均匀受热、冷速慢、有利于焊缝石墨化→减少白口组织、热焊法的特点降低应力、避免裂纹的产生；
缺点：生产条件恶劣，加热费用大，变形大，表面易氧化。

Ⅱ、半热焊法
对工件预热400℃，并在400℃温度下进行焊接。

Ⅲ、工艺要点
①焊前预备：（同前）
②焊前预热：（同前）
③补焊—采用大的工艺参数，长弧持续焊（如此能够增进焊缝石墨化、减少应力）
④焊后热处置：600℃～900℃去应力热处置。

⑵气焊法
Ⅰ、垫焊
为减少应力避免裂纹可采用垫焊方式。

但温度低于400℃时不得焊接。

Ⅱ、不预热焊
不预热焊法焊接时刻长、局部加热严峻、应力较大。

当焊缝金属为铸铁型时，强度低、塑性极差，易产生裂纹。

Ⅲ、加热减应法焊（焊后需进行热处置）
将焊件在焊前或焊后加热至必然的温度（600℃～700℃），来减少或释放焊接区的应力。

（此法适用于刚度较大的焊件）
火焰种类—中性焰或弱碳化焰。

⑶钎焊法
钎焊法能够减少白口和裂纹。

钎料：黄铜、白铜、银基焊丝。

钎剂：硼酸、硼砂。

工艺要点：
①焊前预备：（同前）
②坡口开设：（同前，应加工刻痕）
③钎焊：
烧击石墨，坡口侧添熔剂；
加热速度及填料要快，填料面积要小；火焰不要往复移动，应始终对准焊丝；焰芯距熔池10～15mm；控制熔池温度（太高则会烧损合金元素太低则影响钎料的流动性）。

④焊后热处置：锤击（去应力使组织致密性增加）。

㈡球墨铸铁的焊接
1、球墨铸铁的焊接性
与灰口铸铁有相似的地方，但焊接时易产生白口、淬硬组织、裂纹等。

球墨铸铁存在球化剂（镁、铈、钙等）→阻碍石墨化、增大过冷偏向、提高奥氏体稳固化→白口、淬硬组织。

2、焊接工艺
⑴焊条电弧焊
①方式：冷焊和热焊（焊缝为球铁时多为采用）两种。

球墨铸铁芯外涂球化剂加石墨剂药皮；如：Z258。

低碳钢芯外涂球化剂加石墨剂药皮；如：Z238。

低碳钢焊条；如：Z116。

②同质焊缝焊材选用高钒焊条；如：Z117。

铜铁焊条；如：Z607。

镍铁焊条；如：Z408。

③同质焊缝SMAW焊工艺要点
焊前预备：（同前）
坡口开设：（同前，）
焊接：采用大电流，持续焊；对刚度大的应预热（200℃～400℃）；
焊后热处置：正火或退火。

④异质焊缝SMAW焊工艺要点
多采用冷焊法。

可选用Z40八、Z11六、Z117等焊条。

⑵气焊
焊丝可选用：RZCQ-一、RZCQ-2、HS402等。

工艺与灰口铸铁气焊方式相似。

㈢铸铁焊接的主要缺点及其补焊
1、缺点产生部位：焊缝及熔合区
冷却速度太快；
产生原因
石墨元素不足，碳来不及析出而与铁生成Fe3C；
白口一、降低冷却速度（采用预热来延长液态相的
时刻，促使石墨化充分析出）
避免办法二、调整化学成份（增加石墨及C、Si、Al、
Ni、Cu含量；选用非铸铁型焊条；如：Z211
等）
2、产生原因
3、采用钎焊方式（母材不熔化）。

及避免办法产生原因：受热不均匀，温度梯度大，冷速快产生应力；
白口的存在；
裂纹 1、尽可能采用热焊或半热焊、并预热缓和冷来
减少温度梯度，避免白口、减少应力。

避免办法二、慢焊速、不横向摆动，选好加热减应区。

3、减少填充量和线能量，避免裂纹；
4、正确选用焊材，调整化学成份，提高塑韧性。

㈣白口铸铁的焊补
一、白口铸铁的焊接特点：
⑴易产生热应力和裂纹及剥落
白口铸铁诅织为持续渗碳体大体上散布莱氏体和珠光体，这种组织脆而硬，加上焊接时热源高而集中，冷却速度快→产生较大的拉应力，（当σs≥σ母材时）→产生裂纹；
在疲劳载荷作用下→焊缝与母材分离（剥离）。

⑵低硬度的异质焊缝耐磨性不能知足服役要求
在常规工艺下焊接则易产生裂纹（服役条件不能知足）；但可采用塑性好的焊材（Z308）以减少裂纹硬度，仍是不能知足。

二、白口铸铁的焊补工艺：
①焊接方式—电弧冷焊法
②焊材
选择原则：
与母材有良好的熔合性，结合牢固；
硬度适当（保证塑性前提下）；
收缩系数要小。

Of：石墨型： BT—1选择Ni-Fe合金焊材→A体和球石墨；
Of：碱性渣系（CaO-Ca-F2） BT—2选择H08A焊材→M体、碳化
3、工艺要求：
⑴焊前预备：（同前）
⑵坡口开设：（梯形，角度要大些）
⑶焊接顺序：打底焊BT—1焊条，填充焊BT—2焊条，盖面焊BT—1焊条。

必需达到“硬—软—硬”要求。

大电流，高温重锤法来减少应力。

⑷焊接工步：
a、分块孤立堆焊；
b、终了合拢（母材和焊缝）；
c、焊缝面应高出母材1～2mm；
d、焊后磨平。