灰口铸铁冷补焊技术-论文

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1、灰口铸铁冷补焊工艺山东电力建设第二工程公司张道旺孙瑞升摘要：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。本文阐述了铸铁的焊接工艺及须采取的一些工艺措施。关键词：镍基焊条（Z308）、铸铁冷焊、补焊工艺前言：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，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，故补焊比

2、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

3、件的热影响区产生“热应力裂纹”，此裂纹多为横向裂纹。冷补焊工艺：考虑到铸铁件补焊时易产生白口和裂纹，焊接时要采取可靠、有效的措施防止白口和裂纹的产生。手工电弧焊冷焊法是补焊铸铁的常用方法，考虑到其焊后的机械加工性能，最好采用镍基焊条（Z308）（其它焊条焊后加工性较差），属于非铸型组织焊条，获得的焊缝都不是铸铁成分，因此产生白口问题不严重；Z308焊条塑性好，可调整焊缝成分，改善焊缝组织使其焊接应力得到松弛。Z308焊条焊前需进行70～120℃保温30～60min；焊件焊前一般不需预热，厚大件也可低温预热

4、（50～60℃），焊接过程中也不需要进行辅助加热，补焊时注意以下几点：1.采用短道焊，一次连续施焊长度20～30mm最好，焊后立即(在焊缝高温情况下)进行锤击焊缝消除应力（第一层焊道不需锤击，以防出现锤击裂纹）。2.补焊大面积的长焊缝时宜采用断续焊或分段退焊跳焊，使铸件温度分布比较均匀，以防局部温度过高，应力较大，产生裂纹，同时也可稍提高工作效率。3.采用小电流、快速焊，尽量不作摆动或作较小幅度摆动，在保证熔透的情况下，采用最小电流施焊。4.多层焊时，应控制层间温度不宜过高（≤60℃），底层焊缝要尽量减少

5、熔合比（开坡口时，坡口底部应磨成圆角，避免尖角，这样可减少熔合比）。5.如操作手法适当，铸件尺寸和焊接位置合适时，采用低碳钢焊条也可获得满意的效果。但最好先在母材坡口面上补焊一层过渡层（用Z308焊条），也就是说碳钢焊条的焊缝不与铸件母材相接触，这样可避免因低碳钢焊条焊缝熔敷金属与母材强度级别相差较大而在熔合线附近产生“剥离”现象。6.Z308焊条为纯镍焊条，药皮类型为石墨型（碳含量2%，锰含量1.0%），焊接电源交直流都可以，用直流电源时宜采用正接法（正接法焊缝成型比反接法要好）。7.铸件如没有断开只有

6、裂纹，在加工坡口前应在裂纹两头标好位置，钻止裂孔，并彻底清除裂纹；在保证焊透的情况下尽量减少坡口尺寸。结论：选用Z308焊条冷补灰口铸铁，虽然工作效率慢（由于层间温度控制低），但工艺要求不复杂，收到的效果比较满意；另外对焊工工作环境比热焊和半热焊要大大改善，所以冷焊法是焊补铸铁件常用且经济有效的方法。参考文献：1.中国机械工程学会焊接学会等编.《焊工手册》.机械工业出版社2001.122.周振丰.《金属焊接冶金学》.机械工业出版社，19963.DL/T869-2004.《火力发电厂焊接技术规程》.电力工业

7、出版社，2004.6