铸铁手工电弧焊(冷焊)的焊补方法.pdf

铸铁手工电弧焊(冷焊)的焊补方法--

铸铁手工电弧焊（冷焊）的焊补方法

【摘要】本文针对铸铁件在使用过程中，由于超负荷，使用环境，机械事故
等原因，造成铸铁设备（件）的损坏。介绍了铸铁手工电弧冷焊的焊补工艺，具
有工艺简单、成本低、操作方便、劳动强度低、工件基本不变形等优点，焊缝强
度能满足使用要求，保证了铸铁焊补的施工质量。

【关键词】铸铁件；手弧焊；冷焊；补焊

1、前言

铸铁工件的种类很多，用途也较广泛。根据铸铁的焊接特点，对铸铁件采用
相应的焊补工艺进行焊补，以减少焊缝形成白口及淬硬组织，避免产生裂纹和气
孔。提高铸铁设备（件）的使用周期，降低焊补成本。本文从铸铁的种类和性能、
焊接设备、材料和焊接工艺、注意事项等方面介绍了铸铁电弧冷焊的焊补工艺技
术。

2、铸铁的种类和性能

2.1铸铁的分类

铸铁是含碳量大于2.11﹪或具有共晶组织，且含有一定量的硅、锰元素及硫、
磷杂质的铁碳合金。有时还可加入各种合金元素，以获得具有特殊性能的合金铸
铁。在Fe-C二元合金系中，按稳定系相同，根据碳含量的不同，铸铁可分为：
亚共晶铸铁ω（C）﹤4.26﹪、共晶铸铁ω（C）=4.26﹪、过共晶铸铁ω（C）﹥
4.26﹪。按碳在铸铁中的存在状态、形式和生产方法的不同，可分为白口铸铁、
灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁及合金铸铁五类。

2.2铸铁的焊接性

铸铁的化学成分特点是碳及硫、磷杂质含量高。焊接过程中，因相变速度快
而产生的组织应力大，增大了焊接接头对冷却速度变化的敏感性及对冷，热裂纹
的敏感性；力学性能特点是强度低，基本无塑性。且由于焊接过程是不均匀的快
速加热和冷却过程，易产生较大的焊接应力，使焊接接头容易产生白口及淬硬组
织，易产生裂纹。因此，铸铁的焊接性较差。

3、铸铁电弧冷焊的优点及工艺要点

3.1铸铁电弧冷焊的优点

铸铁异质焊缝电弧冷焊的优点是焊前对被焊工件不预热，使焊接工艺过程大
大减化，不仅降低了焊补成本，改善了焊工的劳动条件，而且提高了焊补效率。
此外，电弧冷焊还具有适用范围广，可进行全位置焊接等特点。对于大型铸件或

铸铁手工电弧焊(冷焊)的焊补方法--
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不能预热的已加工面更适于采用电弧冷焊。所以铸铁电弧冷焊是一个发展方向。

3.2铸铁电弧冷焊的工艺要点

铸铁电弧冷焊可分为，同质（铸铁型）焊缝和异质（非铸铁型）焊缝。异质
焊缝要获得好的焊接质量，不仅要根据焊补要求正确选择焊接材料，而且要注意
掌握焊补工艺要点。异质焊缝电弧冷焊的工艺要点可总结为：“短段、断续分散
焊，较小电流熔深浅，焊后锤击消应力，退火焊道前段软。”异质焊接材料电弧
冷焊的重点仍是防止裂纹，减少白口及淬硬组织的产生。在保证电弧稳定的情况
下采用小直径焊条，小电流快速焊，以减少母材在焊缝中的熔合比，降低焊缝中
碳、硫、磷等有害杂质的含量，提高焊缝质量。同时，减少了焊接热输入及焊接
应力，防止裂纹的产生。异质焊缝电弧冷焊主要是通过调整焊缝化学成分，来改
善接头的组织和性能。

4、焊接设备和材料的选用

4.1推荐使用直流弧焊机并采取反接法（工件接负极，焊条接正极）这样可
使焊接电弧稳定，满足低氢型碱性焊条的工作条件。如采用交流焊机，则空载电
压需在75V以上。

4.2使用的焊条既要达到焊补后无白口和裂纹的效果，还要价格低，易于购
买。因此，推荐使用J507或J506型碳素结构钢焊条修补铸铁管和铸铁阀门裂纹，
选用J422型焊条堆焊，还可代替专用焊条开裂纹坡口。上述几种焊条含硫、磷
等杂质少，因而焊缝的抗裂性、塑性和韧性都较好。但这些焊条易受潮，使用前
需将J507、J506型焊条在350-400℃下烘焙2h，J422型焊条在70-150℃下烘焙
1h。推荐使用镍基EZNi-1（308）焊条修补缸体，焊前应将焊条在150℃下烘焙
2h。

5、焊前准备

5.1认真检查缺陷，清除油污，详细检查裂纹，为防止焊补过程中裂纹扩展，
应在裂纹两端3--5mm处钻Φ5-φ8mm的止裂孔。

5.2当焊件厚度或缺陷深度大于5mm应开坡口，用直径3.2mm的J422焊条
手工电弧开80°U形坡口，坡口底部应平整，其深度为焊件厚度的2/3，切割电
流为150-160A。坡口开好后，用凿子剔除坡口及附近的飞溅，用钢刷清理坡口，
使其露出金属光泽。

6、焊接工艺措施及工艺参数

6.1采用异质焊接材料手工电弧冷焊的工艺措施

为防止裂纹，减少白口及淬硬组织的产生。应采用小直径焊条、小电流、快
速焊，同时，采用短段、断续分散焊、多层多道焊及焊后锤击消应力。以控制焊

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接热输入，减小焊接应力及热影响区的宽度，防止