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灰铸铁的焊接方法

铸铁具有成本低，铸造性能、减震性能、耐磨性能与切削加工性能优良等很多优
点，而且熔炼设备简单，所以在机械制造业中获得了非常广泛的应用。
灰铸铁中的石墨以片状存在，应用广泛，其焊接主要应用于以下方面：
（1）铸造缺陷的补焊很多工厂都有铸造车间，一般铸件废品率都很高，
采用焊接方法修复这些有铸造缺陷的铸件，不仅有利于及时完成生产任务，而且
还可大大降低铸件成本。
（2）损坏铸铁件的补焊由于各种原因，使铸铁在使用过程中会受到
损坏，出现裂纹等缺陷，使产品报废。要更换新的，有的一时无法解决，将严重
影响生产任务的完成，而且成品铸件都是经过机械加工的，价格往往也很贵。若
能及时用焊接方法修补，不仅有利于生产任务的完成，而且可以节约大批资金。
（3）零件的生产即把铸铁件与刚件或其他金属件焊接起来成零部件。
灰铸铁焊接时，焊接接头中裂纹倾向是比较大的，这主要与铸铁本身的性能、
焊接应力、接头组织及化学成分有关。为防止焊接时产生裂纹，在生产中主要时
采取减小焊接应力，改变焊缝合金系统以及限制母材中杂质熔入焊缝等措施
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。
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、