灰铸铁的常用焊接方法

2.1 焊缝为铸铁型的电弧冷焊

电弧冷焊的特点是焊前对被补焊的焊件不预热。所以电弧冷焊有很多优点，焊工劳动条件好，补焊成本低，补焊过程短，补焊效率高。对于预热很困难的大型铸件或不能预热的以加工面等情况更适于采用冷焊。所以冷焊是一个发展方向。

2.2铸铁型焊缝电弧冷焊的工艺要点

在冷焊条件下，为了防止焊接接头上出现白口及淬硬组织，还应从减慢焊接接头的冷却速度着手。为此应采用大直径焊条，大电流连续焊工艺。同质焊缝时若采用小电流断续焊工艺，由于冷却速度快，焊缝易出现白口，焊缝易裂，切无法加工。但当补焊缺陷面积小时,因熔池体积过小，冷却快，焊接接头仍易出现白口。如果情况允许，可把缺陷面积适当扩大，则可消除白口。

焊接时，使用直流反接电源，进行大电流、长弧、由中心向边缘连续焊接。当坡口焊满后不要停弧，用电弧沿熔池边缘靠近砂型移动，使焊缝堆高，一般焊缝的高度要超出工件表面5-8mm。由于电弧热通过上层焊缝传入半熔化区，使其在红热状态延续一段时间，不仅减慢冷却速度，有利于石墨充分析出；并延长了焊缝上部半熔化区的存在时间，有利于焊缝中碳的扩散，使白口组织减小或消除。此外，同质焊缝冷焊时，焊后电弧应立即覆盖熔池，以保温缓慢冷却。

铸铁型焊条电弧冷焊较电弧热焊工艺简便，焊接成本交低，在补焊较大缺陷时，只要运用工艺适当，焊后焊缝的最高硬度不超过250HBS，加工性能好。当补焊区的刚性较小时，由于焊缝能自由收缩，焊后一般不会产生裂纹，而且性能、颜色与母材一致。

但是，由于焊缝仍为灰铸铁组织，强度低、无塑性，所以采用大电流连续焊工艺，焊件局部受热严重，故补焊大刚度缺陷时容易出现焊缝裂纹。但在补焊钢度不大的中、大型缺陷时，可获得满意的效果。该法在机床厂及铸造厂等中等厚度以上焊件的缺陷补焊上得到一定应用。

2.3异质焊缝的电弧冷焊

异质焊缝又称为非铸铁型焊缝。电弧冷焊是铸铁焊接中最常用的方法。因铸件在焊接中不需要预热，使焊接过程大大简化，不仅降低了焊接成本，而且使焊接操作者的工作条件得到改善。此外，它还有适应范围广，可进行全位置焊接及焊接效率高等特点，所以异质焊缝电弧冷焊是一种很有前途的焊接工艺方法。异质（非铸铁型）焊缝的电弧

2.3.1冷焊工艺

要获得好的焊接质量，不仅要根据补焊要求来正确选择焊接材料，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归纳为四句话：准备工作要做好，焊接电流适当小，短段断续分散焊，焊后立即小锤敲。

2.3.2焊前准备

焊前准备工作很重要，通常是指清除焊件缺陷处的油污等其它杂质，正确观察缺陷的情况（如裂纹的长度等）及将缺陷制成适当的坡口，以备焊接。

常用的铸铁清理方法有两种，一种采用砂轮、钢丝刷或扁铲等工具的机械清理法；另一种是采用三氯乙烯、苛性钠、汽油、丙酮等化学溶剂洗涤的化学方法。清除油污也可用火焰将铸件分段加热，加热到不冒烟为止，否则焊缝易出现气孔等缺陷。为防止产生过大的热应力，加热温度应控制在400℃以下。

裂纹缺陷可用肉眼观察，最好用放大镜观察，必要时还可借助水压试验、渗煤油试验。为了防止在焊补过程中裂纹扩散，应在离裂纹端部3～5mm处钻止裂孔（φ5～φ8mm）。当铸件厚度或缺陷深度大于5mm时应开破口，破口表面应尽可能平整。开破口的原则是，在保证顺利施焊及焊接质量的前提下尽量较少破口角度及母材的熔化量，以降低焊接应力及焊缝中碳、硫量，防止裂纹发生。1/2 12下一页尾页

2.3.3冷焊工艺要点

当采用与铸铁异质的焊接材料进行电弧冷焊时，在保证电弧稳定及焊透情况下均采用合适的最小电流焊接。这是基于下列原因：

1）电流小，溶深小，铸铁中的碳、硫、磷等有害物质可少进入焊缝，有利于提高焊缝质量。寒风中硫、磷多了，易出现热裂纹。焊缝中碳多，对高钒焊条、普通低碳钢焊条及二氧化碳气体保护焊第一层焊缝的有害作用特别明显，这在前面以分析过了。

2）冷焊时，随电流减小，在焊接速度不变的情况下减小了焊接热输入，不仅减小了焊接应力，使焊接接头出现裂纹的倾向减小，而且也减小了整个热影响区宽度，其中包括减小了最易形成白口的半溶化区宽度，使白口层变得薄些。小直径焊条更能采用小电流，故一般最好采用小直径焊条。为了减少焊接热输入，以减低应力及减少半溶化区宽度，应适当提高焊接速度，不作横向摆动。

异质焊缝电弧冷焊时，故采用短段焊、断续分散焊及焊后锤击的冷焊工艺。焊缝越长，焊缝所承受的拉应以越大，故采用短段焊有利于减低焊缝应力状态，减少焊缝发生裂纹的可能性。采用异质材料进行铸铁冷焊时，一般每次焊缝长度，薄壁件取10～20mm，厚壁件取30～40mm。焊后应立即用小锤快速锤击处于高温而具有较高塑性的焊缝，以松弛补焊区应力，防止裂纹的产生。为了尽量降低补焊处的温度，减少应力，易待焊件冷却至不烫手时（50～60℃）再焊下一道焊缝，依此类推。为了避免被焊件局部过热以增大焊接应力，可采用分散焊法。

2.4厚大件多层焊的补焊工艺特点

当被补焊的焊件较厚时，开坡口后坡口截面积很大，都要采用多层焊。由于多层焊时焊接应力较大，较易发生剥离性裂纹，故应进一步采取如下工艺措施。

2.4.1合理安排多层焊焊接顺序

一般情况下，可按上述冷焊工艺要点采用如图6-7所示的焊接顺序。若先在坡口面上覆盖一层，再按图6-7所示的焊接顺序进行焊接，抗剥离性裂纹效果更好些。

2.4.2必要是采用栽丝法

铸铁冷焊时，焊接热影响区的白口区附近是最薄弱的环节，故多层焊接时，由于焊接接头应力较大，较易在该区发生剥离性裂纹。采用栽丝法（图6-8）就是人为地使该区应力的大部分由栽丝材料（低碳钢）来承担，从而防止剥离性裂纹的发生。焊接时，先绕螺钉施焊，再焊螺钉之间。必要时，为了减少焊接金属量，减低收缩应力，还可以在焊缝中间放入窄的低碳钢板条，这样做的另一个好处是提高焊接效率及节省焊条。栽丝法多用于承受较大工作应力的厚大焊件（如大型机器器座等）的裂纹焊补。

2.5灰铸铁的焊接工艺

由灰铸铁的焊接性可知,灰铸铁在焊接中主要是容易产生白口组织和出现裂纹,故应从防止上述缺陷入手,从多方面考虑来选择焊接方法和制定合理的焊接工艺.