Fe-Ni系列焊条对球铁可焊性和焊缝疲劳特性的影响.pdf

‘．’’’ ‘’’’ ‘ ‘’ ‘’ ‘ i ·试验 ·研究 ·! 三．-· · -·．◆ ．◆-·-· ’ 文章编号 ：1007—6077(2004)02—0016—07 Fe—Ni系列焊条对球铁可焊性和 焊缝疲劳特性的影响 [日本]大 口健一 等 摘 要：以防止球铁焊接时出现 的白口化为 目的，选择含有石墨化促进元素 Ni的 Fe—Ni合金 ，铸造 出含 Ni量分别为 1o 、20 、30 、40 、50 的 5种焊条 (除Ni 外，焊条 中还含有 4 si、2 C、1 Al，其余为 Fe)，对开有 V 型坡 口的厚 12mm FCD500球铁进行TIG焊接，检查焊缝的白口化状态、测定其抗拉强度和疲 劳极限。 结果表 明，用 73Fe一20Ni焊条施焊的焊缝虽然仍存在着少量马氏体 ，硬度稍稍偏高， 但其抗拉强度达到 497MPa，疲劳极限达到 262MPa，与母材的相 同。这说 明该种焊 条既有较好的可焊性 ，又有较高的可靠性。 关键词 ：球墨铸铁；焊接；Fe—Ni合金焊条 ；可焊性 ；抗拉强度；疲劳极限 中图分类号 ：TG422．1 文献标识码：B 铸铁焊接时Fe-Ni系焊条 的最佳含 Ni量。 引言 l 试验方法 由于球墨铸铁是一种制造成本低且具有抗拉强 度高等 良好机械性能的材料 ，因此对强度要求高的 1。1 焊条与焊接方法 铸件都普遍采用这种材料。近年来，球墨铸铁的用途 一 般而言，由于 Ni不能固溶 C，因而如果用 Ni 进一步扩大 ，对球墨铸铁焊接技术的要求也越来越 系焊条来焊接铸铁，就可抑制 白口层 的生成。为此 ， 高。因此，为解决施焊时易产生 白VI化问题 ，从而提 本研究制作 了含 Ni量分别为 10 、20 、30 、 高球墨铸铁的可焊性就变得十分迫切 ，而且对球墨 40 、5O 的5种 Fe—Ni系列合金焊条 。将这些焊条 铸铁焊接接头可靠性的研究也得到普遍重视 。迄今 的原材料按表 1所示的 目标化学成分用电子天秤计 为止 ，虽然也见到了一些有关球铁焊接试验及提高 量后投入高频感应电炉熔炼 ，随后将其吸人内径为 其可焊性 的研究报告，但有关对接头可靠性进行详 3mm的石英管中铸造成焊条 。为了防止焊接时发 细研究的案例 ，特别是关于其疲劳特性 的研究案例 生气孔，熔炼铁水时，在 5种焊条中全都加入具有脱 基本上还没有见到。 酸作用的质量比为 1 的Al。在表 1所示 目标化学 为此，本研究同时对抑制球铁焊接时发生 白口 成分的焊条中，编号为 5的焊条与一般铸铁焊接用 化所应采取 的措施和焊缝可靠性问题进行 了探讨。 的JTSZ3252DFCNiFe焊条的化学成分相接近。 首先，以防止球墨铸铁焊接时的白VI化为 目的，选择 表 l 焊条的 目标化学成分 ／ 【质量分数) 了含有石墨化促进元素Ni的Fe—Ni系列合金焊条， 编号 Fe Ni Si C Al 铸造 出含Ni量不同的5种 Fe—Ni系焊条。其次，采 l 83．0 10．0 4．0 2．0 1．0 2 73．0 20．0 4．0 2．0 1．0 用铸造 Fe—Ni焊条对球铁实施了TIG焊接，通过测 3 63．0 30．0 4．0 2．0 1．0 定熔合线的维氏硬度、组织观察及 EPMA分析