灰铸铁的焊接性及焊接工艺研究
浅谈灰口铸铁的焊接方法及工艺要点
重要 。
出了几种铸铁焊条的基本成分及焊接接头的主ห้องสมุดไป่ตู้特点。
２ ２２ 异质 焊缝 的 电弧 冷焊 工 艺要 点 ．． 要 获得 良好 的焊接 质 量 ，不仅 要 根据 焊 补要 求 ，正确 选 择焊 接材 料 ， 而且 要注 意 掌握 焊接 工 艺要 点 。异质 焊缝 的 电弧冷 焊 工艺 要点 可用 ４ 句话 来 概述： “ 准备 工 作要 做 好 ，焊 接 电流 适 当小 ， 短段 断续 分 散焊 ，焊后 立 即
》 ＿一
ＶＬＥＬ 用 ＡＬｊ应 Ｎ＿科 Ｙ 学
浅 谈 灰 口铸 铁 的焊 接 方 法 及 工 艺 要 点
马宏程 王振毅
濮阳 ４７３ ） ５ ３ １ （ 中国石化集团 中原石油勘探 局钻井一公司 河南
摘 要 ： 介绍灰 口铸 铁的焊接方 法、焊接材 料的特 点和灰 口铸铁 的焊接 工艺要点 ，以及如何 正确选用这 些焊接方法 及焊接材 料。 关键 词； 灰 口铸铁：焊接 方法：焊接 材料 ：工 艺要点
的 劳动 强度 高 ，焊 接速 度 慢 ，焊件 变 形较 大 ，焊 补 大 型铸 件 时难 以焊 透 。 所 以在此 我们 仅谈 谈焊 条 电弧焊 的焊 接 方法和 工 艺要 点 。 ２ １同质 焊缝 的 电弧热 焊 ．
３ １ 电弧热 的适 用条 件 ．
灰 口铸 铁 的焊接 方 法主 要采 用 焊条 电弧 焊 、气 焊和 钎焊 。按照 焊 件在 焊 前是否 预热 可 以把焊 条 电弧焊 分 为冷 焊 、半热 焊 （ 预热 温度 ４０Ｃ以下 ） ０＂
气焊灰铸铁的简易方法
产生裂纹 。严重时 ，会使焊缝金属和母材剥 离。如果焊
缝 强度较 高 而母 材 强度 较低 ，或结 合处 产 生 白 口组 织
时 ，由于自口铸 铁收缩率 （ ． ％ 一 ． ） 比灰铸 铁收 １６ ２％
（ ）切割一块 与被焊 母材 ・ ３ 样材质的铸铁条作 为填 充金属 。用氢氧化钠作 气焊 剂 ，选 用 中性焰或 弱碳化焰 进行焊接。焊接时，在基体金属熔化后再加入铸铁条 ，以
即使采用较大的焊接 热输入 ，冷 却速 度往往 还是 较大 ，
３ 机架上裂纹脱落处和磨损面的焊补 ．
用超声波探 伤检测 出裂纹 的深 度和长度 ，然 后用碳 弧气刨清除裂纹 至完全消除 ，并清 除裂纹两端 ５ ｍ ０ ｍ范 围内的金属后 ，参照前述焊接规范焊补裂纹。 对机架脱落处、磨损面直接堆 焊补缺 ，并参 照前述 焊接规范施焊。 机架体积较大 ，焊后无法 整体退火 消除应力。为 了
减少焊接应力 。若采用小的焊接热输入 ，可 以减 小不均 匀加热区的范围及焊缝收缩量 ，从而减 少焊接应力 。但
后对焊 道进行迅速均匀地锤击 ，使焊缝 金属产生塑性 变 形 ，减少焊接应力 。 （ ）机架上贴合钢板 的焊接 顺序 为 ：先焊塞 焊孔 ， ７ 再 焊贴合板周边开坡 口焊缝 ，最后焊贴板 之间 的间隙焊 缝 。先焊的焊缝 自由收缩 ，可减少焊接应力 。
磨性 、抗震性 、切削加工性 、铸 造性 以及较高 的抗雎强 度 ，故在工业上应用得极为广泛 。
离。焊缝金属 内的裂纹 ，一般常见 的是横 向裂缝 ，有 时
也有纵 向及斜 向裂纹 ，在焊缝 断 口处没有 高温氧化 时常 见的监颜色 。裂纹生成时常发出清脆 的金属 开裂声 。通 常裂纹发生在热 态焊缝 金属 的暗红色消 失后 ，即 ６０ ０％
Z308镍基焊条冷补灰口铸铁件焊接工艺
Z308镍基焊条冷补灰口铸铁件焊接工艺摘要：采用镍基焊条（Z308），以冷焊工艺对灰铸铁的焊接，获得高质量的焊缝。
本文阐述了灰口铸铁焊接特性以及铸铁焊接缺陷及预防，探讨了冷补焊工艺的有关内容，以供参考。
关键词：镍基焊条（Z308）；铸铁冷焊；补焊工艺1前言铸铁是含碳量大于2.11%（常用为2.5%-4%）的铁碳合金，其中还含有锰、硅元素及硫、磷杂质。
有时还加入其它元素，以获得具有特殊性能的合金铸铁。
铸铁目前常以铸件的形式应用于生产，由于铸铁含碳量较高，焊接性很差，而且铸铁的焊接主要是对存有铸造缺陷或者损坏的铸铁件进行补焊，所以补焊比较困难。
铸铁件焊接过程中的冷却速度要比铸造时快的多，因此在焊接时，焊缝及半熔化区（熔合线附近区域）将会产生大量的渗碳体，基本上属于白口铸铁组织，严重时可使整个补焊焊缝完全脱落。
若用低碳钢焊条补焊铸铁，焊缝呈高碳钢成分，在冷却时将产生高硬度的马氏体组织。
热影响区中，温度在800-1150℃的区域，高温下是奥氏体加石墨组织，在冷却过程中会析出二次渗碳体、珠光体或马氏体，也使该区域的硬度和脆性增高，这给焊后机械加工带来很大的困难。
灰口铸铁，碳几乎全部以片状石墨存在于铸铁中。
焊接时，在焊接应力的作用下，很容易在铸件的热影响区产生“热应力裂纹”，此裂纹多为横向裂纹。
2分析灰口铸铁焊接特性灰口铸铁在化学成分上的特性是碳含量高及硫、磷杂质高，其成分为C:2.7～3.5%，Si:1～2.7%，Mn:0.5～1.2%，P＜0.3%，S＜0.15%。
这就增大了焊接接头对冷却速度变化的敏感性及对冷、热裂纹敏感性，在机械性能上的特性是强度低，基本无塑性。
这两方面的特点，结合焊接过程具有冷却速度快及因焊件受热不均匀而形成焊接应力较大的特殊性，决定了铸铁焊接性不良，主要表现在：一方面焊接接头易出现白口及淬硬组织，另一方面焊接接头易出现裂纹。
3铸铁焊接缺陷及预防3.1白口组织及预防白口组织产生的原因主要是焊后冷却速度太快和石墨化元素不足。
铸铁的焊接
第二节灰口铸铁的焊接性铸铁中含碳和硅比较多，性脆易裂，所以焊接性较差。
焊接过程中会出现以下主要问题：白口及淬硬组织、热裂纹、冷裂纹一、白口及淬硬组织所谓的白口组织是指灰口铸铁组织中出现了渗碳体或莱氏体组织。
整个焊接接头分为六个区域，见图。
（1）焊缝区当焊缝成分与灰铸铁铸件成分相同时，则在一般电弧焊情况下，由于焊缝冷却速度远远大于铸件在砂型中的冷却速度，焊缝主要为共晶渗碳体+二次渗碳铁+珠光体，即焊缝基本为白口铸铁组织。
防止措施：焊缝为铸铁①采用适当的工艺措施来减慢焊逢的冷却速度；②调整焊缝化学成分来增强焊缝的石墨化能力。
异质焊缝：若采用低碳钢焊条进行焊接，常用铸铁含碳为3%左右，就是采用较小焊接电流，母材在第一层焊缝中所占百分比也将为1/3～1/4，其焊缝平均含碳量将为0.7%～1.0%，属于高碳钢（C＞0.6%）。
这种高碳钢焊缝在快冷却后将出现很多脆硬的马氏体。
采用异质金属材料焊接时，必须要设法防止或减弱母材过渡到焊缝中的碳产生高硬度组织的有害作用。
思路是：改变C的存在状态，使焊缝不出现淬硬组织并具有一定的塑性，例如使焊缝分别成为奥氏体、铁素体及有色金属是一些有效的途径。
（2）半熔化区特点：该区被加热到液相线与共晶转变下限温度之间，温度范围1150～1250℃。
该区处于液固状态，一部分铸铁已熔化成为液体，其它未熔部分在高温作用下已转变为奥氏体。
①冷却速度对半熔化区白口铸铁的影响V冷很快，液态铸铁在共晶转变温度区间转变成莱氏体，即共晶渗碳体加奥氏体。
继续冷却则为C所饱和的奥氏体析出二次渗碳体。
在共析转变温度区间，奥氏体转变为珠光体。
这就是该区形成白口的过程。
由于该区冷速很快，在共析转变温度区间，可出现奥氏体→马氏体的过程，并产生少量残余奥氏体。
当半熔化区的液态金属以很慢的冷却速度冷却时，其共晶转变按稳定相图转变，最后其室温组织由石墨+铁素体组织组成。
当该区液态铸铁的冷却速度介于以上两种冷却速度之间时，随着冷却速度由快到慢，或为麻口铸铁，或为珠光体铸铁，或为珠光体加铁素体铸铁。
灰口铸铁补焊技术的探究综述
专科毕业设计（论文）设计题目：灰口铸铁补焊技术的探究系部：船舶与港口工程系专业：焊接技术及自动化班级：焊接XXXXXX 姓名： XXX 学号： XXXXX指导教师： XX 职称： XXX2012年6月目录目录 (I)摘要 (II)Abstract (III)1 引言 (1)2 铸铁的分类及其特点 (1)3 灰铸铁的焊接性 (3)3.1 焊接接头的白口及淬硬组织 (3)3.2 焊接接头裂纹 (5)4 灰铸铁的补焊接工艺 (8)4.1 同质焊缝的焊条电弧焊 (8)4.2 异质焊缝的电弧冷焊 (12)5 铸铁件补焊实例 (15)5.1 煤气发生炉的补焊 (15)5.2 机车摇臂补焊 (16)结论 (18)致谢 (19)参考文献 (20)摘要在工业生产中，由于铸铁的性能以及其生产成本低廉，因此在重型机械的零部件铸造中得到广泛的应用。
本文主要鉴于铸铁零部件在生产现场的使用过程中不可避免的会出现局部损坏或者断裂，考虑到经济效益，为节省更换零件的时间，只能采用补焊技术对损坏的铸铁零件进行修复，从而在分析灰口铸铁焊接性和特点的基础上，对灰口铸铁材料的补焊工艺和具体操作技术和方法给予较为详细的介绍，并且通过对某些铸铁工件的修补为实例，对焊工在对铸铁现场施焊技术的提高有非常大的参考价值。
关键词：铸铁零件；补焊工艺；修复。
AbstractIn industrial production, because of the performance and low production costs, the cast iron has been widely used in heavy machinery parts casting. This thesis is mainly in view of the inevitable partial damage or fracture that the cast iron parts will bring in the process of using in the production site. Considering the economic benefits, in order to save the time of replacement parts, we can only use welding technology to repair the damaged cast iron parts, which gives a more detailed introduction to the gray welding technology of cast iron materials and the operating techniques and methods on the basis of the analysis of gray cast iron welding properties and characteristics. Besides, taking the repair of some of the cast iron workpiece as examples provides valuable insight for welder to the improve the welding technology in cast iron field.Key words:Cast iron parts；Welding process；Repaired1 引言铸铁是碳当量大于2%的铁碳合金，工业铸铁的碳当量在2%～4%，铸铁中除了铁和碳以外，含有Si、Mn、P、S等元素，这些元素含量都比碳钢高，在某些特殊用途的合金铸铁中，根据需要还加入Cu、Mg、Ni、Mo、或者Al等合金元素。
浅谈灰铸铁的补焊工艺
振性和切削加工性 ， 并且成本低 ， 在 工业上应用很广 ， 但灰铸铁 由于舍碳 量高 ， 杂质 多， 强度低 ， 塑性差 ， 所 以焊接性 差 ， 在焊接 中易产生 白口组 织和裂纹等缺 陷。 【 关键词】 灰铸铁 ； 补 焊； 热焊法 ； 冷焊法； 气焊； 钎焊
等来获得非铸铁焊缝组织 （ 如钢焊缝 、 有色金属焊缝等 ） 。 异质焊接材料电弧冷 焊工艺要点是 ： １ ） 采用细焊条 、 小电流、 快速焊接 ， 以减少铸铁母材在焊缝 中的熔 合化 ， 降低焊缝 中碳、 硫的含量 。同时减少 了焊接热输入 ， 减少焊 接应 力． 防止裂纹。由于电流小 ． 热影响 区窄 ， 使半熔化 区的白口铸铁组织 层变薄 ． 有 利于加工 ２ ） 采用短段焊 、 断续焊 、 分散焊 、 分段退 焊等 ， 并在 每焊 １ ０ ～ １ ５ ｍ ｍ 左右长度后 ． 立 即用 小锤迅 速锤击焊缝 ． 待焊缝 冷却到不 烫手 （ 大约 ５ ０ ６ ０ ℃） 时． 再焊下一道 ， 以减少焊接应力防止裂纹。 ３ ） 破 口较大时 ， 应采 用多层焊 ， 后层 焊缝对前层焊缝 和热影响 区 １ ． 焊 条 电弧 焊 可使接 头平均硬度降低 ． 但多层焊时焊缝 收缩应力较 根据焊件在焊接前是否预热 ． 焊条 电弧可 分为冷焊 、 半热焊 （ 预热 有热处理作用 ． 易产生剥离性裂纹 ， 因此应注意合理安 排焊接顺序 。 水平形 的焊接 温度为 ３ ０ ０ ． ． ４ ０ ０ ℃） 和热焊（ 预热温度 为 ６ ０ ０ ～ ７ ０ ０ ＂ Ｃ ） ￣种方法。 焊条 电 大． 凹形次之 ， 斜坡形焊接 应力最小 ， 有利于防止发生 弧焊焊补铸铁 时 ． 一般采 用铸铁 焊条 ． 但焊补要求 不高 、 刚度不大 的非 顺序焊接应力最大 ． 裂纹 当工件受力大焊缝强度要求较高时 ． 可配合采用栽丝法 ． 以提高 加工面也可用碳 钢焊条 ． 如Ｅ ４ ３ ０ ３ 、 Ｅ ５ ０ １ ５ 等。 （ １ ） 热焊法。热焊法是焊接前将焊件全部或局部加热到 ６ ０ ０ ７ ０ ０ ｏ Ｃ ， 接头强度 。 （ ３ ） 半热焊法 。半 热焊法是焊接前 将焊件预热 到 ３ ０ ０ ～ ４ ０ ０ ｏ Ｃ 是进 并 在焊接过程 中保持一定 的温度 。 焊后在 炉中缓 冷的焊接方法。用热 常用于刚度不大 焊法时 ． 焊件冷却缓慢 ， 温度分布 均匀 ． 有利 于消除百 口组织 。 减少应 行焊补 的一种方法 。该法介于冷焊法与热 焊法之间 ， 力， 防止生产裂纹 。但热焊法成本高工艺复杂 、 生产 周期长 、 焊接时劳 的 ＿向导
灰铸铁补焊技术的探讨
１Ｏ 。其 基 体 组 织 为 ： 素 体 ＋珠 光 体 ＋片状 石 ．％ 铁 墨 。减 速 机箱 体结 构 复杂 ， 不便 于拆 卸 ， 我们决 定 采 取 现场 电弧冷 焊 法 修 复 。 由于 灰 铸 铁 力 学性 能低 ， 焊接性 能 差 ， 裂纹 长 约 ２０ ｍ， 三 条 较 明 显 不 规 ５ｒ 有 ａ 则 裂趾 。所 以我们 制定 了严 格 的焊接 工艺 措施 。
２ １ 年 １月 第 ｌ ０１ ４卷 第 １期
２ １ ，Ｖｏ ，１ ０ １ ｌ ４，Ｎ ． ｏ１
贵州 电力技术
ＧＵＩ ＺＨＯＵ ＥＬＥＣＴＲＩ Ｐ Ｃ ＯＷ ＥＲ ＴＥＣＨＮｏＬｏＧＹ
专题研讨
Ｓ ｃＭ ｐ ｔｓ ｐｅ ｉ Ｒｅ ｏ
灰 铸 铁 补 焊 技 术 的 探 讨
邓 代 兴
贵州 国 电 安 顺 发 电 有 限公 司 一 期 工 程 为 ２×
止 裂孔
３０ ０ ＭＷ 机 组 。 每 台 炉 设 计 为 两 台 型 号 为 Ｌ Ｐ０ ２／ ８ Ａ １３０５ ３的三仓 容克 式空 气预 热器 ， 据 美 国 根 Ａ Ｂ—Ｃ Ｂ Ｅ预 热器 技 术进 行 设 计 制 造 。转 子 转 速 １ ． １ｒｍｉ， ４／ ｎ 转子 重量 约 ２０。每 台空 预 器配 备 有 一 台 ３ｔ 减 速机 带 动转 子 。 由于 长 周期 运 行 ， 机组 设 备 的老
２ １ 焊 接 工艺 ．
通 圆钢 ， 由于 圆钢承 担 了部分 焊 接应 力 ， 能够 防止 焊 缝剥离 ， 并提高 焊接 接头 的 强度 ； 大大 减少 了焊缝 焊 条 的填 充 ， 因而减小 焊接应力 ， 能有效 防止焊缝剥离 。
２ ２ 焊 接 时应注 意事项 ．
焊条 的选 择 主要根 据焊 缝 的加 工 尺寸及 焊件厚
灰口铸铁焊接方法及工艺
灰口铸铁焊接方法及工艺
铸铁焊接是在用铸铁件制成零件或铸铁零件之间引出局部接合并加以固
定的一种工艺过程。
它具有结构简单、施工性好、强度高、抗腐蚀性能好等
优点，是制造机械部件基本的一种连接工艺。
铸铁焊接的方法可以分为电焊法、汽焊法和填充焊法。
电焊法是指用电焊机将铸铁的两个部件电连接在一起，并在中部打上改口，使两部分紧固在一起。
该方法用金属电极材料制成的电极可以对现场施
工中常见的钢制、铸铁件均有效。
汽焊法是指采用燃气热焊熔把两部分焊接在一起，该方法应用较广泛，
有点焊接和滴焊两种方法，点焊采用汽焊钢焊辊，滴焊采用汽焊钢丝锁焊接，可以进行大规模的焊接作业。
填充焊法是指在两部分之间滴入填充金属，然后用汽焊气焊接，以使金
属的两部分紧密贴合在一起。
填充焊法适用于大规模的焊缝，也可以用来
将形状较复杂的钢铸件紧固在一起。
铸铁焊接关键是操作技术，要求操作者在施工前要做好准备，并严格按
照焊接工艺准则规范操作，以确保焊接成功。
因此，铸铁焊接技术应用非常
普遍，也是最重要的连接方法之一。
铸铁的焊接性以灰铸铁焊接性来分析
铸铁的焊接性以灰铸铁焊接性来分析灰铸铁化学成分上的特点是C与S、P杂质高，这就增大了其焊接对冷却速度的变化与冷热裂纹的敏感性。
其力学性能特点是强度低，基本无塑性，使其焊接接头发生裂纹的敏感性增大，这两方面的特点，决定了灰铸铁焊接性不良，其主要问题有两点。
其一是焊接接头易形成白口铸铁与高碳马氏体组织；其二是焊接接头易形成裂纹。
一、铸铁焊接接头易形成白口铸铁与高碳马氏体组织：以C为3.0%,Si为2.5%的灰铸铁为例,分析电弧冷焊焊后焊接接头上组织变化的规律,图11-8中L表示液相,γ表示奥氏体,G表示石墨,C表示碳化物,α表示铁素体.图中未加括号时表示介稳定系转变,加括号时表示稳定系转变.整个焊接接头可分为6个区域: 1焊缝区:当焊缝化学成分与灰铸铁母材成分相同时,在一般电弧冷焊情况下,由于焊缝金属冷却速度大于铸铁在砂型中的冷却速度,焊缝主要为白口铸铁组织,其硬度可高达600HBW左右.用常见低碳钢焊条焊接时,即使采用较小的焊接电流,母材在第一层焊缝中所占的百分比也将为25%-30%,当铸铁C为3.0%,则第一层焊缝的平均C将为0.75%-0.9%,属于高碳钢C>0.6%.这种高碳钢焊缝在电弧冷焊后将形成高碳马氏体组织,其硬度可达500HBW 左右.这些高硬度组织,不仅影响焊接接头的加工性,且由于性脆容易引引发裂纹.防止灰铸铁焊接时焊缝出现白口淬硬组织的途径,若焊缝仍为铸铁则应采用适合的工艺措施,减慢焊缝的冷速,并调整焊缝化学成分,增强焊缝的石墨化能力,并使两者适当配合.采用异质材料进行铸铁焊接,使用焊缝组织不是铸铁型,自然可防止焊缝白口的产生.但如前面分析过的情况,若采用低碳钢焊条进行铸铁焊接,则由于母材熔化而过渡到焊缝隙中的碳较高,又产生另一种高碳组织-高碳马氏体.所以在采用异质金属材料焊接时,必须要能防止或减弱母材过渡到焊缝中碳产生高硬度马氏体组织的有害作用.其方向是改变碳的存在状态,使焊缝不出现淬硬组织并具有一定的塑性通过使焊缝分别成为奥氏体,铁素体及有色金属是一些有效的途径.下面以C3.0%及Si2.5%的灰铸铁为例,分析焊接热影响区组织的转变.2半熔化区此区较窄,处于液相线及共晶转变下限温度之间,其温度范围约为1150-1250℃.焊接时,此区处于半熔化状态,即液-固状态,其中一部分铸铁已转变成液体,另一部分铸铁通过石墨片中的碳的扩散作用,也已转变为被碳所饱和的奥氏体.由于电弧冷焊过程中,该区加热非常快,故可能有些石墨片中的碳未能向四周扩散完毕而成细小片残留.此区冷速最快,故液态铸铁在共晶转变温度区间转变成莱氏体即共晶渗碳体加奥氏,继续冷却,则从奥氏体析出二次渗碳体,在共析转变温度区间,奥氏转变为珠光体,这就是该区形成白口铸铁的过程.由于该区冷速最快,紧靠半熔化区铁液的原固态奥氏转变成马氏体,并产生少量残余奥氏体.该区的金相组织,见图11-9,采用工艺措施,使用该区缓冷,则可减少甚至消除白口及马氏体形成.在采用熔焊时,除冷却速度对该区焊后组织有重要影响外,焊缝区的化学成分对半熔化区的组织及宽度有重要影响.因该二区都曾处于高温且紧密相连,能进行一定的扩散.提高熔池金属中石墨化元素(C、Si，Ni等)的含量会消除或减弱半熔化区白口的形成是有利的。
灰铸铁的焊接工艺
灰铸铁的焊接工艺灰铸铁在工业上应用极广，实际工程中主要采用电弧热焊、电弧冷焊、气焊和钎焊几种焊接方法，本文分别加以阐述。
标签：铸铁;焊接性;焊接工艺1电弧热焊焊前将工件整体或有缺陷的局部位置预热到600 - 700℃，然后进行焊补，焊后进行缓冷的铸铁焊补工艺，称之为热焊。
对结构复杂而焊补处刚度又很大的工件，宜采用整体预热。
对于结构简单而焊补处刚度又较小的工件，可采用局部预热。
1.1电弧热焊工艺（电弧热焊工艺电弧热焊适用于厚度大于10mm的中厚铸件，对于8mm以下的薄壁铸件，容易烧穿，故不宜使用这种方法。
）1）预热。
对结构复杂的工件，由于焊补区刚性大，焊缝没有自由膨胀和收缩的余地，应该采用整体预热。
对于结构简单的铸件，补焊处刚性小，焊缝有一定的膨胀和收缩余地，如铸件边缘的缺陷及小范围的裂纹等可以采用局部预热。
局部预热可以采用气焊或煤气火焰加热。
2）焊前清理。
焊前用碱水、汽油擦洗及气焊火陷清除焊件及缺陷的油污、铁锈及其他杂质，同时将缺陷处预先制成适当的坡口。
制作坡口时应根据缺陷的情况采用砂轮等工具进行铲、磨加工，直到无缺陷时再开坡口。
在保证顺利运条及熔渣上浮的前提下，宜用较窄的坡口，坡口形状应为底部圆滑，开口稍大。
对裂纹缺陷应设法找出裂纹两端的终点，然后在裂纹终点钻止裂孔。
3）造型。
对于边角部位及穿透类缺陷应在待焊部位造型，目的是防止熔化金属流失，保证一定的焊缝成形。
造型材料可用水玻璃砂或黄泥。
内壁最好放置耐高温的石墨片，以防止造型材料受热熔化或塌陷，同时造型材料应在焊接前烘干。
4）焊接时，为了保持预热温度，缩短高温焊接时间，要求应在最短的时间内焊完，因此，应采用大电流、长弧、连续焊。
因为铸铁焊条中含有较多的高熔点难熔物质石墨，故采用适当的长弧焊有利于药皮熔化，同时有利于石墨向熔池中过渡。
焊接电流的经验公式为I=（40 - 60）d。
d表示焊条直径（mm）。
5）焊后缓冷。
焊后需要采取保温缓冷措施。
常用的保温材料为石棉，最好采用随炉冷却的方式。
关于灰铸铁的焊接性的探讨
摘要： 本文在灰铸铁的焊接性能差的基 础上， 对其进行分析 ， 如何控 制及 防止 不利焊接 因素 的产 生， 从 白口和淬硬组织及冷热裂
纹等 方面， 对灰铸铁的焊接性能进行 了更深入的分析 ， 最终 达到对灰铸铁焊缝的有效施 焊。
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｇ ｒ ａ ｙ ｉ ｒ ｏ ｎ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｉ ｔ ｓ ｐ ｏ ｏ ｒ ｗｅ ｌ ｄ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ａ ｎ ｄ ｈ ｏ ｗ ｔ ｏ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ａ ｎ ｄ ｐ ｒ ｅ ｖ ｅ ｎ ｔ ｕ ｎ ｆ ａ ｖ ｏ ｒ ａ ｂ ｌ ｅ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ 含碳 约 ３ ％， 含硅 约 ２ ． ５ ％， 对其 用焊条 电弧焊进行施焊 时， 焊接过程 中 白口组织主要集 中在焊缝 区、 熔 合区和奥 氏体 区。 焊 缝区在焊接加热过程 中处于 液相 温度 以上。 由于所 选焊 接材料的不 同， 焊缝成 分分两种 ： 一种是铸铁 成分 ， 另
Ｖａ ｌ ｕ ｅ Ｅｎｇ ｉ ｎｅ ｅ ｒ ｉ ｎｇ
・４１・
关 于灰铸铁 的焊接性 的探讨
Ｏｎ ｔ ｈ ｅ Ｗ ｅ ｌ ｄ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｇｒ ａ ｙ Ｉ ｒ ｏ ｎ
费翔 Ｆ ＥＩ Ｘｉ ａ ｎ ｇ
（ 石 家 庄 煤矿 机 械 有 限 责任 公 司 ， 石家庄 ０ ５ ０ ０ ３ １ ） （ Ｓ ｈ ｉ ｊ ｉ ａ ｚ ｈ ｕ ａ ｎ ｇ Ｃ ｏ ａ ｌ Ｍ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｒ ｙ Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｓ ｈ ｉ ｊ ｉ ａ ｚ ｈ ｕ ａ ｎ ｇ ０ ５ ０ ０ ３ １ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
浅议灰口铸铁的焊接
【 关键词 】 口 灰 铸铁； 焊接性； 焊接工艺
（ ） 后 冷 却 ３焊 ０肓 言 ．玎 工件应随炉缓慢 冷却至 室温 （ 一般需 ４ ｈ以上 ） ８ ．也可用石棉布 铸铁是指含碳 量大 于 ２１％ 于 ６ ９ ．ｌ 小 ． ％的铁碳合金 ．其 中还含有 ６ 板 或炭灰覆盖 ， 使焊缝形成均匀的组织 ， 可防止产生裂纹 。 硅、 、 、 锰 硫 磷杂质。 照碳在铸铁 中存在的形式的不 同． 按 可将铸铁分为 （ ） ２１ ．＿ ３气焊特点 白口铸铁 、 灰铸铁、 可锻铸铁 、 球墨铸铁。 灰铸铁 中石墨 以片状形存在 ．
◇ １期 ０２ 第 ２
浅议灰 口铸铁的焊接
祁 云龙 （ 中铁 二 十 二局 集 团第 六 工 程 有 限 公 司 吉林 长春 １０ ０ ） ０ ０ ８
【 要】 摘 针对灰 口铸铁焊接性较差、 场焊接 时易出现缺 陷的难题 ， 工程应 用对其性能、 现 结合 焊接 工艺及 焊接 中需要注意的 问题进行 了探 讨， 并提供 了相应的焊接施 工方法 。
气焊火焰温度 比电弧温度低得多 ．焊件的加热和冷却 比较缓慢 ． 具有 良好的耐磨性 、 消震性和切削加工性 ， 并具有 较高的抗压强度 ． 故 在工业上应用极 广。但是 ． 灰铸铁的焊接性不 良． 特别是电弧焊时 ． 如 这对防止灰铸铁在焊接时产 生白口组织和裂纹都很有利 ． 而且气焊质 易于切削加工。 果焊条选用不 当 ． 或者没有采取一些特殊 的工艺措施 ． 则在 焊接过程 量较好 ． ２２手 工 电 弧 焊热 焊 法 ． 中会产生一系列的缺陷。本文针对灰 口铸铁焊接性较差 、 现场焊接时 ２２１ 接工 艺 ．． 焊 易 出现缺 陷的难题 ， 结合工程应用对其性 能 、 焊接工艺及焊 接中需要 手工 电弧热焊主要用于补焊厚度 较大（ 大于 １ｍｍ） ０ 的铸铁 零件 注意 的问题进行 了探讨 ． 并提供了相应的焊接施工方法 焊条 电弧焊选用铸铁 芯铸铁焊条 Ｚ ４ ２ ８或钢芯铸铁焊条 Ｚ ０ ２８ １ 铁 的 焊 接 性 ． 铸 ２２２焊 接 技 术 ．． 铸铁含碳量高 ， 织不 均匀 ， 组 石墨呈片状 结晶 ． 故而抗拉强度低 、 （） １对缺陷所在的部位进行清理 ， 将油 、 、 锈 杂质等清除干净 ： 检查 脆性大 ， 可塑性及焊接性较 差。由于碳 、 硫含 量高 ． 组织疏松 ． 析严 偏 查清走 向、 分支和端点所在 的位 置 ； 为防止裂纹扩展 ． 应 重， 导热性能差 ， 对冷却速 度很 敏感 ， 且铸铁液 固相温度 比较接 近 ， 焊 裂纹 的长度 ， － ｍｍ． 深度应 比裂纹所在 的平面深 ２ ４ ｍ ～ｍ 接过程中焊缝产生的变形力大 ． 易形成气孔 零件焊缝处由于局部加 在裂纹端部处钻止裂孔 ３ ５ ０ ～ ０ ℃ 热， 焊接热循环不均匀 ， 不利于石墨析 出， 极易在焊缝 区形成 白 口铁。 将工件放入加热炉中预热 ６ ０ ７ ０ （） ２ 为使焊接缝 能 自由收缩 ， 采用分散 、 间断、 交替施焊 的方法。 先 其焊接产生 的应力 扩散不均 ， 如焊接应力超 过铸铁强度 ． 就会 在焊补 后焊两边。以最快 的速度间断 、 交错进行封底焊接 ． 焊接 电流 区出现新的裂纹或 焊道剥离现象。 以， 所 在焊补 时应 防止 ： 焊缝区 内的 焊 中间 ， ０ Ａ。焊条与工件夹 角在 ３ 。４ 。 ５～ ５之间 ， 电弧始终对准前面的熔敷 白口化及夹杂气孔 ， 焊缝及 零件上产生新 的裂 纹 ． 焊接过程 中产 生难 约 １０ 金属 ， 不得使其 指向母材 ， 以防止母材过多地熔入 焊缝 。 同时焊条不要 熔的氧化物及发生零件 自 身变形等问题 做大的摆动 ， 以直线窄焊道为宜 。每次焊道长度不得超过 ５ ｒ 熄弧 ０ ｍ． ａ ２常 用 焊 接 方 法 ． 时 应 填 满 弧坑 为改善铸铁零件的焊补质量 ， 可采取热焊法和冷 焊法 热焊 法指 （） ３ 焊后冷却 。工件焊 后应随炉缓慢冷 却至室温 ． 也可用石棉 布 焊 前将 工 件 整 体或 局 部 预热 到 ６ ０－７０ ．补 焊 过 程 中不 低 于 ０－ ０￣ 板） ４０ ｏ ℃，焊后缓慢冷却 至室温 。采用热 焊法可有效减 小焊接接头的温 （ 或炭灰覆 盖。 ２２３焊 接 特 点 －＿ 差 ， 而减小应力 ， 从 同时还可以改善铸件 的塑性 ． 防止出现 白 口 织和 组 手工电弧焊热焊可有效地防止 白口、淬硬 组织及 裂纹的产生 ． 接 裂纹 。 常用热焊法是气焊和焊条 电弧焊 。 焊法指焊前不对工件进行 冷 头切削加工性好 。 但需加热设备 ， 成本高 、 生产效率低 、 劳动条件差 。 主 预热 ， 或预热 温度不超过 ３ ０ ０ ℃。常用手工 电弧焊进行冷焊。 要用户小型 、 中等厚度 （ 于 ｌｍｍ） 大 ０ 的铸 铁件 和焊接后需要加工 的复 ２１ ．气焊热焊法 杂、 重要的铸铁件 ， 如汽车 的汽缸体 、 缸盖等 。 ２１１ 接 工 艺 ．．焊 ２３ ＿手工 电弧焊冷焊法 气焊热 焊方法适于补焊小型薄壁灰铸铁零件 焊接 时． 为了保证 ２３１焊 接 工 艺 ．． 气焊的焊缝处不产生 白口组织并有 良好 的切削加工性 ． 铸铁焊丝 的成 根 据铸 铁工件 的要求 ． 可选用不 同的铸铁 焊条 ． 例如补焊一般 灰 分应 具有高 的含碳量和含硅量 ， 配合适 当焊剂 。 并 常用铸铁气 焊焊丝 ． 铸铁零件非加 工面 ， 可选用 Ｚ ０ 焊条 １０ 补焊高强度灰铸铁及球墨铸铁 如 Ｈ ４ １ Ｈ￥０ ． ￥０ 或 ４ ２ 配用焊剂 Ｃ ２ １ Ｊ０ 零件 ， 可选用 ｚ１６或 ｚｌ７焊条。 １ １ 冷焊法可以使用普通 的电弧焊设备 ２１ ．． ２焊接技术 ２３ ．． ２焊接技术 （） １ 焊前准备 （） １ 焊前准备 ： 首先清除焊修表面的油 污及杂质 ． 使其露 出基体的 用氧一 炔火焰 中性焰 ， 加热到 １０ １０ 清除缺陷周 围的油污。用 ０ ～ ５ ℃， 金属光 泽。 如果存在裂纹 ， 应在裂纹两端各钻一个止裂孔 ， 以免施 焊时 碳弧气刨开坡 口， 一般坡 口 深度为焊件壁厚的 ２ ． ， 角度为 ７ ℃～ ２ 然 ３ ０ １℃． 其型式 和大小 由焊接部位 的厚度 和工艺 后用碳弧气刨去除氧化皮 ． 出基体的金属光泽 所开坡 口 露 顶部宽度超 裂纹延 伸。沿裂纹开 出坡 口， 如果是大型铸件 ， 还可以在焊缝处拧上一定数量的螺钉 ． 使 过 ３ ｍｍ， ０ 且裂纹℃较长时 ． 应预栽 Ｍ８ 螺丝 ． 每间隔 ３ ｍｍ栽一根 ． ０ 对称 要求 而定 。 接头得 到加强 预栽 。然后将焊件放放炉中缓慢加热至 ６０ ７０ 不可超过 ７ ０ ０～ ０ ℃（ ０ ℃） （） ２ 焊条直径 由焊修部位 的厚 度确定 ． 一般应尽 量选用小直径 的 （） ２ 施焊 以减少输入焊件的热量 ： 在保证焊条金属 与基体溶合 的情况下 ． 采用 中性焰或弱碳化焰 ， 选用 左向焊法 。起 焊时 ． 由于刚开始加 焊条 ， 以免焊件温度 过高产生应力 ： 一般应 遵 热， 焊炬倾斜角应大些 ， 一般为 ５ ～Ｏ Ｏ ７ ℃。同时在起焊处应 使火焰往 复 焊修电流也应尽量选用小 的 ． 先内后外（ 先孔 内， 后机体外侧 ， 再后机体上 平面 ）短段 、 、 断续 、 分 运动 ， 保证焊接 区加热均匀。 焊接 时， 要在基本金属熔透后 再加入焊丝 循“ 多层 多道 、 电流 、 小 锤击焊缝” 的原则 。 金属 ， 以防止熔合不 良； 加入焊丝 时 ， 经常用焊丝轻轻搅 动熔池 ． 促使 散焊、 （ ） 在焊后 金属 温度在 ８Ｈｃ ３应 Ｏ 左右时 ， ０ 用小 锤锤击焊缝 ． 使其 表 气体 、 夹渣浮出 ； 发现熔池 中出现 白亮 点时 ， 停止填人 焊丝金属 ， 加入 以松弛焊接应力 ， 清除裂纹 和气孔 。 若温度 已经冷却到低 适量焊剂 。 焊完时 ． 应使焊缝稍 高于焊件表面 ． 并用焊丝刮去杂质较多 面呈麻 点状 ， 于 ３０ ０ ℃时 ， 则不能在锤击 ， 以免产生冷脆裂纹 。 （ 下转第 ３ ３页 ） ９ 的表层面
灰铸铁的焊接工艺
灰铸铁的焊接工艺灰铸铁是一种常用的铸造材料，由于其具有较高的强度和耐磨性，被广泛用于汽车零部件、机械设备零件等领域。
然而，灰铸铁的焊接工艺却较为复杂，需要选用适合的焊接材料和合适的焊接工艺。
一、焊接材料的选择灰铸铁的焊接通常采用镍铁型、镍铜型或镍钢型焊条。
其中，镍铁型焊条适用于连接灰铸铁与低碳钢、铸铁之间；镍铜型焊条适用于连接灰铸铁与铜或黄铜之间；镍钢型焊条适用于连接灰铸铁与高强度钢之间。
此外，还需要选用相应的焊剂和助焊剂，以提高焊接质量。
二、焊接工艺的选择灰铸铁的焊接工艺有手工电弧焊、氧乙炔焊、氩弧焊和镍铁焊等几种。
在选择焊接工艺时，需要考虑焊接缝的位置、尺寸和要求，以及材料的特性等因素。
1. 手工电弧焊手工电弧焊是常用的焊接方法之一。
在进行手工电弧焊时，需要注意以下几点：- 进行焊接前，应先对焊缝进行切割、修整，以保证焊缝的准确度和质量。
- 在进行焊接时，应采用小电流、短弧和频繁的间歇焊接，以防止灰铸铁过热而产生裂缝。
- 焊接后，应进行热处理，以减少焊接产生的应力，避免产生变形和裂纹。
- 在进行手工电弧焊时，还可以使用预加热和后热处理的方法，以提高焊接接头的质量。
2. 氧乙炔焊氧乙炔焊也是常用的焊接方法之一。
在进行氧乙炔焊时，需要注意以下几点：- 进行焊接前，应对焊缝进行切割、修整，并采用粗砂轮切磨方法，以清除表面的氧化物和污染物。
- 在进行焊接时，应采用中性火焰，并控制熔融池的大小和形状，以保证焊接质量。
- 在进行氧乙炔焊时，还可以采用预加热和后热处理的方法，以减少焊接产生的应力。
3. 氩弧焊氩弧焊是一种较为先进的焊接方法，适用于对焊接质量要求较高的场合。
在进行氩弧焊时，需要注意以下几点：- 进行焊接前，应对焊缝进行切割、修整，并进行除油、除锈等预处理工作。
- 在进行焊接时，应使用直流焊机和直流电极，以提高焊接质量。
- 在进行氩弧焊时，还可以采用预加热和后热处理的方法，以减少焊接产生的应力。
HT250型铸铁焊接修复技术的分析与应用
HT250型铸铁焊接修复技术的分析与应用作者：王东辉来源：《进出口经理人》2017年第12期摘要：HT250型铸铁由于其特性较为复杂，焊接工艺特殊，在现场实际应用中，根据铸铁破裂的具体情况，提出修复方案，采用合理的焊接方法进行修复。
关键词：铸铁泵；裂纹；焊补修复一、灰铸铁的焊接性分析灰铸铁是一种生产成本低，并具有许多良好性能的铸造金属材料。
它与钢材相比虽然在力学性能方面较低，但却有良好的耐磨性、减振性、铸造性和可切削性，所以，在机械工业和生产中得到广泛应用，灰铸铁工件在安装和机械的运行中，由于振动和受力不均，对它都会产生影响，发生裂纹和断裂，导致机械不能正常运行，而影响生产。
如何缩短铸铁工件修补焊接时间，恢复机械正常运行，经过对铸铁焊接性的分析，找到了铸铁焊接工艺的一些规律和特点。
灰铸铁含碳、硫、磷等杂质较高，焊接接头的机械性能强度低，基本无塑性，应力较大，热循环也不均匀，容易出现白口及淬硬组织，发生裂纹的敏感性较大，焊接中的关键问题是防止白口组织和裂纹的产生。
二、焊接方法的选择（一）热焊法焊前将工件整体或局部预热到600～700℃，补焊过程中不低于400℃，焊后缓慢冷却至室温。
采用热焊法可有效减小焊接接头的温差，从而减小应力，同时还可以改善铸件的塑性，防止出现白口组织和裂纹。
常用的焊接方法是气焊和焊条电弧焊。
气焊常用铸铁气焊丝，如HS401或HS402，配用焊剂CJ201，以去除氧化物。
此法适用于补焊中小型薄壁零件。
焊条电弧焊选用铸铁芯铸铁焊条Z248或钢芯铸铁焊条Z208，此法主要用于补焊厚度较大（大于10mm ）的铸铁零件。
（二）冷焊法此方法是焊前不对工件进行预热，但对形状更复杂的薄形铸件，为了改善冷焊融合性能，防止裂纹产生，减少白口，冷焊前最好将铸件补焊处局部预热到80—200℃，这样不但可将补焊区域表面的油污、水分去除，还可减少焊接区的温差和焊接应力，从而改善焊接质量。
常用焊条电弧焊进行铸铁冷焊。
灰铸铁的焊接性及焊接工艺研究的国内外现状和发展趋势
灰铸铁的焊接性及焊接工艺研究的国内外现状和发展趋势灰铸铁是一种常见的铸造材料，在机械和建筑行业广泛应用。
由于其易于加工和成本低廉的优点，灰铸铁被广泛应用于制造各种机械零件和机床，并且通常用于建筑行业中的排水管道和其他需要耐腐蚀的结构部件的制造。
然而，由于灰铸铁的化学成分和物理结构复杂，因此其焊接性能显得尤为重要。
本文将旨在探讨灰铸铁的焊接性及焊接工艺研究的国内外现状和发展趋势。
首先，灰铸铁的焊接性不高是公认的事实。
这是由于灰铸铁的铸造过程中包含了大量的夹杂物和气孔，比如石墨和针状金属硅，使其焊接难度加大。
针状金属硅是灰铸铁起强度的关键元素之一，但同时对导电性和热传导性能产生负面影响。
同时，灰铸铁的热膨胀系数较高，且易于开裂。
由于这些特殊的物理和化学属性，灰铸铁的焊接通常较困难，远比钢、铝、铜、铜合金等其他可焊接材料更为困难。
为了实现更好的焊接结果，必须了解灰铸铁的特性以及已发展的各种焊接过程。
其次，国内外普遍采用的几种灰铸铁焊接方法是氧焊、电弧焊和氩弧焊。
氧焊和电弧焊方法已经使用了很长一段时间并且已经有了较多的成功实例，但是它们的缺点是需要使用非常高的焊接温度，因此会引起材料结构的变化和组织的变形。
此外，氧焊和电弧焊法的焊缝强度都比较低，且容易出现裂纹。
而氩弧焊则具有更好的焊接性能，由于使用的焊接温度相对较低，组织和结构的变化也相对较小，因而具有更好的焊接品质。
氩弧焊的优点是焊缝表面光滑、强度高、密封性能好、成本低廉等，但它仍受到其液态金属热扩散率大、追焊性不好的影响。
第三，当前的国内外研究趋势主要是开发能够有效提高灰铸铁焊接强度和稳定性的新型材料和焊接工艺。
比如，一些国内研究者尝试添加表面活性剂等物质来降低灰铸铁的表面张力，同时结合适当的预加热，能够在氩弧焊过程中实现更高的焊接效果。
另一方面，在工业应用领域，一些企业也在探索发展更稳定和经济的焊接解决方案。
比如，大量采用的是先将灰铸铁材料的表面用钻头予以预处理，提高其表面的光泽度和平坦度，并结合在氩气环境中进行的等离子弧焊/激光焊等高温焊接技术，以实现灰铸铁的焊接。
09731焊接专业毕业设计题目
焊接专业09731班毕业设计题目焊接专业09731班毕业设计任务书（1）一、题目：15MnVN钢焊接冷裂纹及防止措施研究二、时间：2011年9月---2011年10月三、毕业设计任务（1）明确冷裂纹的概念，熟悉焊接裂纹的危害及分类。
（2）明确15MnVN钢化学成分、基本性能、应用。
（3）分析冷裂纹的基本特征。
（4）分析15MnVN钢形成冷裂纹的基本因素及其作用。
（5）论述防止冷裂纹的措施。
（6）分析层状撕裂纹形成原因及防止措施。
四、装订顺序：封面—任务书—目录—正文—毕业设计总结—致谢—参考文献—封底。
五、目录参考格式：1前言 (1)1.1冷裂纹的概念 (1)1.2焊接裂纹的危害及分类 (2)2 15MnVN钢化学成分、基本性能、应用 (4)3冷裂纹的基本特征 (6)4 15MnVN钢形成冷裂纹的基本因素及其作用 (12)4.1形成冷裂纹的基本因素及其作用 (12)4.2基本因素的作用 (16)5防止冷裂纹的措施 (19)5.1选择对冷裂纹敏感性低的材料 (19)5.2严格控制氢的来源 (20)5.3焊前预热 (21)5.4焊后热处理 (22)6层状撕裂纹形成原因及防止措施 (23)7毕业设计总结 (25)8致谢 (26)9参考文献 (27)六、毕业设计编排要求（1）、毕业设计一定要语句通顺、流利，避免有错别字，要正确使用标点符号。
（2）、图表居中编排，图表清晰规范，大小适中；表正上方要有表号及说明，表号按前后顺序由小到大排列（表1×××……；表2×××……；表3×××……）；图正下方要有图号及说明，图号按前后顺序由小到大排列（图1×××……；图2×××……；图3×××……）。
（3）、文字编排采用四号宋体，1.5倍行间距编排。
铸铁焊接工艺
铸铁焊接工艺要点（一）一 . 前言：灰口铸铁是铸铁中的一种，灰口铸铁的碳以片状石墨的形式分布于铸铁基体中，断面呈暗灰色，故称灰口铸铁。
由于片状的石墨割裂了铸铁的基体组织，因此，灰口铸铁的抗拉强度低，缺乏塑性。
灰口铸铁具有良好铸造性和切割性能，同时由于灰口铸铁中石墨以片状存在，它具有良好的耐磨性，抗震性和切削加工性并具有较高的抗压强度，故在工业上运用极为广泛。
灰口铸铁目前常以铸件的形式运用于生产，由于铸造工艺的特点，铸件往往存在着各种不同程度的缺陷，在生产现场中也有许多因各种原因而损坏的铸件。
铸铁的焊接实际上就是对存有缺陷或者损坏的铸件进行补焊。
所以铸件补焊具有很大的经济意义。
1.灰口铸铁的焊接性能较差，在焊接时容易出现下列问题1.1焊后产生白口组织在补焊灰口铸铁时，经常会在熔合区生成一层白口组织。
产生白口组织的原因是：由于母材近缝区在焊接时受到高温加热，当受热温度860℃以上时，原来灰口铸铁中得游离状态的石墨开始部分也熔于铁中，温度越高，熔于铁中的石墨也越多。
当冷却时，一般认为在30-100℃/s的急速冷却条件下，熔于铁中的碳来不及以石墨形式析出，而呈渗碳体出现，即所谓白口。
另外。
在焊接熔池中的石墨化元素碳，硅等不足也是产生白口的主要原因。
一般在窄小的高温度熔合区内，焊后很容易产生白口组织。
白口组织硬而脆，使得焊缝在焊后难以机械加工，甚至会导致开裂。
防止白口产生主要措施是适当调整填充金属的化学成分和冷却速度。
改善焊缝技术的化学成分，增加石墨化元素的含量，可以在一定条件下防止焊缝金属产生白口。
例如气焊用铸铁焊丝的碳，硅含量要比母材高（C3.0％－3.8％，Si3.6%-4.8%）特别是冷焊灰口铸铁时，焊丝中的含硅量可高达4.5％焊后缓冷和延长熔合区处于红热状态的时间，使石墨充分析出，这是避免熔合区产生白口的主要工艺途径。
采取的具体措施是焊前预热和焊后保温。
由于气焊时冷却速度较慢。
因此。
对于防止白口极为有力灰口铸铁的补焊工艺和操作技术（2）1.2 焊接街头出现裂纹裂纹是焊接灰口铸铁的要问题，灰口铸铁焊接接头上的裂纹可能出现在焊缝金属中，也可能在基本金属即母材上。
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安徽机电职业技术学院毕业设计灰铸铁的焊接性及焊接工艺研究系别机械工程系专业焊接技术及自动化班级焊接3112班姓名王委托学号12031130482013～2014学年第一学期第一章摘要工业中应用最早的铸铁就是以片状石墨存在于金属基体中的灰铸铁。
由于其成本低廉，并具有铸造性、可加工性、耐磨性及减振性均优良的特点。
迄今是工业中应用最广泛的一种铸铁。
20世纪80年代初，铸铁材料发展进入了顶峰期，随后，世界的铸铁产量便出现急剧递减，然而铸铁仍是当今金属材料中应用最为广泛的基础材料。
灰铸铁在结晶过程中，约有w（C）为80%的碳以石墨的形式析出，这就给灰铸铁带来两方面的特点：一方面，由于石墨强度较低，且以片状的形态存在，因此灰铸铁的强度不高，脆性较大。
另一方面，由于石墨的存在，灰铸铁具有良好的减震性、耐磨性、切削加工性和缺口敏感性。
由于共晶结晶过程中石墨化膨胀，还有减少缩松、缩孔的倾向。
同时，灰铸铁还有较高的抗压强度。
灰铸铁传统的化学成分中Si/C比较低。
提高Si/C比的作用是：可使连续的初析奥氏体枝晶增加，这就像混凝土中的钢筋一样，对灰铸铁起到加固的作用，可扩大稳定系和介稳定系的温度差，增加过冷度△T，从而细化石墨，有效地扩大集体组织的利用率；还可降低灰铸铁的白口倾向，减小断面敏感性，提高弹性模量和形变抗力。
当然，Si/C比较高，会使铁素体增加，强度和硬度有所降低。
我国各种铸铁的年产量现约为800万吨，有各种铸造缺陷的铸件约占铸铁年产量的10%～15%，若这些铸件工报废,将是极大的浪费。
采用焊接方法修复这些有缺陷的铸铁件，由于焊接成本低，不仅可获得巨大的经济效益，而且有利于及时完成生产任务。
常用的焊既接方法中手工电弧焊应用最多。
但是铸铁件的焊补极易产生白口和裂缝，其中产生白口的主要原因是冷却速度过快和石墨元素不足；而产生裂缝的原因主要是焊接应力。
近年来，焊接已由一个单一的加工工艺发展成为有科学基础有广泛应用范围和前景的焊接工程和焊接产业。
焊接结构已有日新月异的发展，符合目前绿色制造和资源循环利用建设节约型社会的大潮流。
目前我国微电子及IT行业中的发展，高强有色金属、光钎、超导和复合材料及高分子材料的应用，都对焊接工艺、设备和材料提出了很多新的要求，因而得到了相应发展。
第二章灰铸铁的分类及其性能一、铸铁分类根据碳在铸铁中存在的形态，可将铸铁分为：灰铸铁、白口铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁等。
灰铸铁中的碳全部或大部以片状石墨形态存在，因其断口呈灰色而得名。
它具有一定的力学性能和良好的加工性能，是目前使用得最多的一种铸铁。
白口铸铁简称白口铁，其中碳除极少量溶于铁素体外，其余都以渗碳体（Fe3C）的形态存在，断口呈白亮色，故称“白口”。
这种铸铁的组织为渗碳体和共晶莱氏体，均属脆硬相，不能进行切削加工，故在机械工业中极少用来直接制造及其零部件，主要用作炼钢的原料或作为可锻铸铁件的毛坯。
球墨铸铁简称球铁，其中碳全部或大部以球状石墨的形态存在。
由于石墨呈球状分布，就大大降低了石墨割裂金属基体组织的作用，因此球墨铸铁具有较高的强度和一定的韧性，能通过热处理（如正火、淬火、退火等）显著改善其力学性能，可以用来制造力学性能要求较高的铸件，并可在一定范围内代替碳钢或合金钢来制造某些强度要求较高或形状较为复杂的铸件。
可锻铸铁是因其具有较高的韧性而得名，实际并不可锻。
其中碳大部分以团絮状石墨的形态存在，它是由一定成分的白口铸铁经长时间的石墨化退火而得到的。
因团絮状石墨对金属基体组织破坏作用小，故具有较高的强度和韧性，适于制造形状复杂、受冲击载荷的薄壁铸件。
我国上述各类逐渐的化学成分大致范围见表2-1。
由表2-1中对比可看出：灰铸铁中硫、磷杂质含量最高，碳、硅含量适中，锰含量较高；球墨铸铁中硫、磷含量最低，有较高的碳硅含量和一定的含锰量，并且含有球化元素镁、稀土（RE）等；可锻铸铁中碳、硅、硫、磷等含量均低于灰铸铁。
在相同基体组织情况下，其中以球墨铸铁的力学性能（强度、塑性、韧性）为最高，可锻铸铁次之，蠕墨铸铁又次之，灰铸铁最差。
但由于灰铸铁成本低廉，并具有铸造性、可加工性、耐磨性及减震性均优良的特点，是工业中应用最广泛的一种铸铁。
表2-1 常用铸铁的化学成分二、灰铸铁的性能性能灰铸铁中的碳以片状石墨的形态存在于球光体或铁素体中，或二者按不同比例混合的基体组织中，其断口呈灰色，因此而得名。
石墨的力学能力很低，使金属基本承受负荷的有效截面积减小，而且片状石墨使应力严重集中(影响很大的是石墨片的数量、长短、粗细)，因而使灰铸铁的力学性能不高。
普通灰铸铁的金属基体是由珠光体与铁索体按不同比例组成，珠光体含量越高的灰铸铁，其抗拉强度也越高，其硬度也相应有所提高，常见灰铸铁的力学性能见表 2-2。
表2-2 灰铸铁牌号与力学性能灰铸铁的力学性能与基体的组织和石墨的形态有关。
灰铸铁中的片状石墨对基体的割裂严重，在石墨尖角处易造成应力集中，使灰铸铁的抗拉强度、塑性和韧性远低于钢，但抗压强度与钢相当，也是常用铸铁件中力学性能最差的铸铁。
同时，基体组织对灰铸铁的力学性能也有一定的影响，铁素体基体灰铸铁的石墨片粗大，强度和硬度最低，故应用较少；珠光体基体灰铸铁的石墨片细小，有较高的强度和硬度，主要用来制造较重要铸件；铁素体一珠光体基体灰铸铁的石墨片较珠光体灰铸铁稍粗大，性能不如珠光体灰铸铁。
故工业上较多使用的是珠光体基体的灰铸铁。
三、灰铸铁的用途灰铸铁的使用性能与其化学成分和组织有密切的联系。
其主要有分为以下几种：1.优良的铸造性能由于灰铸铁的化学成分接近共晶点，所以铁水流动性好，可以铸造非常复杂的零件。
另外，由于石墨比容较大，使铸件凝固时的收缩量减少，可简化工艺，减轻铸件的应力并可得到致密的组织。
2.优良的耐磨性和消震性石墨本身具有润滑作用，石墨掉落后的空洞能吸附和储存润滑油，使铸件有良好的耐磨性。
此外，由于铸件中带有硬度很高的磷共晶，又能使抗磨能力进一步提高，这对于制备活塞环、气缸套等受摩擦零件具有重要意义。
石墨可以阻止后动的传播，灰铸铁的消夸大能力是钢的10倍，常用来制作承受振动的机床底座。
3.较低的缺口敏感性和良好的切削加工性能灰铸铁中由于石墨的存在，相当于存在很多小的缺口时表面的缺陷、缺口等几乎没有敏感性，因此，表面的缺陷对铸铁的疲劳强度影响较小，但其疲劳强度比钢要低。
由于铸铁中的石墨可以起断屑作用和对刀具的润滑起减障作用，所以其可切削加工性能是优良的。
4.灰铸铁的机械性能灰铸铁的抗拉强度、塑性、韧性及弹性模量都低于碳素钢，如表所示。
灰铸铁的抗压强度和硬度主要取决于基体组织。
灰铸铁的抗压强度一般比抗拉强度高出三四倍，这是灰铸铁的一种特性。
因此，与其把灰铸铁用作抗拉零件还不如做耐压零件更适合。
这就是广泛用作机床床身和支柱受耐压零件的原因。
灰铸铁的牌号所对应的特性及应用条件如下表表2-3所示：表2-3 灰铸铁的牌号所对应的特性及应用条件第三章灰铸铁的焊接性及焊接工艺特点一、铸铁焊接性分析铸铁焊接中灰铸铁的焊接最为常见。
灰铸铁在化学成分上的特点是碳高及S、P 杂质高，这就增大了焊接接头对冷却速度变化的敏感性及冷热裂纹的敏感性。
在力学性能上的特点是强度低，塑性差。
焊接过程具有冷速快及焊件受热不均匀而形成焊接应力较大的特殊性。
这些因素导致焊接性不良。
主要问题两方面：一方面是焊接接头易出现白口及淬硬组织，另一方面焊接接头易出现裂纹。
二、焊接接头的白口组织灰铸铁焊接时，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。
ωc为3.0%、ωsi为2.5%的灰铸铁在电弧焊后其接头的组织变化情况如图3-1所示。
焊接接头中产生白口组织的区域主要是焊缝区、半熔化区和奥氏体区。
现在分别予以讨论。
1.焊缝区该区域在加热过程中处于液相温度以上。
当焊缝成分与灰铸铁铸件（即同质焊缝）成分相同时，则在一般电弧焊情况下，由于焊缝冷却速度很大，形成的焊缝组织为共晶渗碳体加二次渗碳铁加珠光体，基本上为白口组织。
防止措施：焊缝为铸铁：一般采用适当的工艺措施来减慢焊逢的冷却速度（如：增大线能量）或调整焊缝化学成分来增强焊缝的石墨化能力。
铸铁中的元素按其对石墨化的影响程度排列如下：异质焊缝：若采用低碳钢焊条进行焊接，常用铸铁含碳为3%左右，就是采用较小焊接电流，母材在第一层焊缝中所占百分比也将为1／3～1／4，其焊缝平均含碳量将为0.7%～1.0%,属于高碳钢（C＞0.6%）。
这种高碳钢焊缝在快冷却后将出现很多脆硬的马氏体。
采用异质金属材料焊接时，必须要设法防止或减弱母材过渡到焊缝中的碳产生高硬度组织的有害作用。
思路是：改变C的存在状态，使焊缝不出现淬硬组织并具有一定的塑性，例如使焊缝分别成为奥氏体，铁素体及有色金属是一些有效的途径。
2.半熔化区特点：该区域很窄，温度处于液相线和固相线之间，其范围为1150～1250℃，是固相奥氏体与部分液相并存的区域。
该区处于液固状态，一部分铸铁已熔化成为液体，其它未熔部分在高温作用下已转变为奥氏体。
（1）冷却速度对半熔化区白口铸铁的影响当按界稳定系转变时，在共晶温度区间（约1150℃）开始共晶转变，析出共晶渗碳体；因共晶区间很窄，转变很快完毕，得到莱氏体组织(即共晶渗碳体加奥氏体组织)。
随着温度继续降低，奥氏体会析出二次渗碳体，并在共析转变温度区间形成珠光体。
这样，在熔化区得到的基本组织是，共晶渗碳体加二次渗碳体加珠光体。
碳在铸铁中将全部以渗碳体的形式存在，为白口组织，若冷却速度更快时，奥氏体还会转变成为马氏体的可能性，其塑性将会更差。
其左侧为亚共晶白口铸铁，其中白色条状物为渗碳体，黑色点、条状物及较大的黑色物为奥氏体转变后形成的珠光体。
右侧为奥氏体快冷转变成的竹叶状高碳马氏体，白色为残余奥氏体。
还可看到一些未熔化的片状石墨。
当半熔化区的液态金属以很慢的冷却速度冷却时，其共晶转变按稳定相图转变。
最后其室温组织由石墨+铁素体组织组成。
当该区液态铸铁的冷却速度介于以上两种冷却速度之间时，随着冷却速度由快到慢，或为麻口铸铁，或为珠光体铸铁，或为珠光体加铁素体铸铁。
影响半熔化区冷却速度的因素有：焊接方法、预热温度、焊接热输入、铸件厚度等因素。
（2）化学成分对半熔化区白口铸铁的影响半熔化区与焊缝紧密相连，焊缝的化学成分对其白口层宽度也有一定的影响。
高温时，半熔化区与焊接熔池中的原子之间相互都能进行一定程度的扩散。
焊缝中含有促进石墨化元素较多时，相互间原子的扩散，将有利于减少或消除半熔化区白口层；反之，当焊缝中含有促进石墨化元素较少（或阻碍石墨化元素较多）时，由于扩散将会加剧半熔化区中白口组织的形成，使半熔化区的白口层增宽。