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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。对于重要铸件，应在700-900℃进行消除应力处理。

1.2电弧热焊特点

灰铸铁工件预热到600-700℃时，不仅有效地减少了焊接接头上的温差，而
且铸铁由常温完全无塑性改变为有一定塑性，其断后伸长率可达2%-3%，再加

以焊后缓慢冷却，故焊接接头应力状态大为改善。此外由于600-700℃预热及焊
后缓冷，

可使石墨化过程进行得比较充分，焊接接头可完全防止白口及淬硬组织的产
生，从而有效地防止了裂纹的产生。在适当成分的焊条配合下，焊接接头的硬度
与母材很接近，有优良的加工性，有与母材基本相同的力学性能，颜色也与母材
一致，焊后焊接接头残余应力很小，故热焊的焊接质量是令人满意的。

热焊成本高、工艺复杂、生产周期长、生产效率较低、焊接时劳动条件差，
因此，电弧热焊工艺具有较大的局限性。只有当缺陷被四周刚性大的部位所包围，
在焊接时不能自由热胀冷缩，用冷焊易造成裂纹的焊件才采用热焊。

2电弧冷焊

电弧冷焊有铸铁型焊缝冷焊和非铸铁型焊缝冷焊两种工艺方法，但应用较多
的是非铸铁型焊缝冷焊工艺。所以对铸铁型焊缝电弧冷焊在这里只做简单介绍。

2.1铸铁型焊缝电弧冷焊

铸铁型焊条电弧冷焊技术较电弧热焊工艺简便，焊接成本也较低。补焊较大
缺陷时，只要工艺适当，焊缝的最高硬度不超过250HBW，并具有较好的加工性
能。补焊刚性较小的缺陷时，由于焊缝能较好地收缩，焊后一般不会出现裂纹，
而且性能、颜色与母材基本一致。

2.2非铸铁型焊缝电弧冷焊工艺

1）选择合适的最小焊接电流。在保证电弧燃烧稳定，焊缝与母材熔合良好
的前提下，选择尽可能低的焊接电流，最大限度地降低母材在焊缝中的熔合比，
减少母材中的C及s、P等有害元素的不利影响。同时，小焊接电流可降低焊接
热输入，降低焊接接头拉应力，有利于减少焊接接头裂纹和白口区宽度。

2）采用较快的焊接速度及短弧焊接。在保证焊缝成形及熔合良好的前提下，
选用尽可能快的焊接速度，减小焊缝的熔宽和熔深，使母材熔入焊缝的量减少，
焊接热输入降低。采用短弧焊接可进一步减小焊缝的宽度，其效果与降低焊接电
流相同。

3）采用短段焊、断续焊、分散焊及焊后马上锤击焊缝的工艺。短段焊、断
续焊、分散焊及焊后马上锤击焊缝的方法，可降低焊接应力，防止裂纹的产生。
采用不同种焊材电弧冷焊铸铁件时，一般每次焊接的焊缝长为10-40mm，对于
薄壁铸铁件，一次所焊焊缝长可取10-20mm;焊接厚壁件时焊缝长可取30-
40mm。为尽量避免焊补处局部温度过高导致应力增大，应采用断续焊，即待焊
缝冷却到不烫手时，再焊下一道焊缝。必要时还可分散焊，即不连续在某一固定
部位焊补，而是交替更换焊补部位，使散热均匀，防