铸铁的焊接技术要求.ppt

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铸铁的焊接技术要求

铸铁通常按石墨化程度或石墨形态两种方法进行分类。 二、铸铁的石墨化 铸铁组织中析出碳原子形成石墨的过程称石墨化过程。 石墨化过程的三个阶段 各类铸铁经不同程度石墨化后得到的组织 三、影响石墨化的因素 c、焊接。 焊接时,要采用大直径焊条,使用直流反接电源(也可试用交流电源).进行大电流、长弧、连续施焊。 d、焊后应立即覆盖熔池,以保温缓冷。 缺点: 因焊缝为灰铸铁组织,强度低而塑性差;当采用大电流连续焊工艺时,使铸件局部受热严重,在焊接大刚度铸件缺陷时焊接区产生的应力较大,故容易产生裂纹。另外,这种方法也不能用于中小缺陷,否则,也将会因热应力大而使裂纹倾向增加。 (3)气焊 氧乙炔火焰温度(3400℃)比电弧温度(6000~8000℃)低很多,而且热量不集中,很适于薄壁铸件的焊补。 A、优点: a、气焊时需用较长时间才能将焊补处加热到焊补温度,而且其加热面积又较大,实际上相当于焊补处先局部预热再进行焊接的过程。 b、由于冷速较慢,有利于石墨化过程的进行。焊缝易得到灰铸铁组织,而HAZ也不易产生白口或其他淬硬组织。 B、缺点: 工件受热面积大,焊接热应力较大,焊补刚度较大的缺陷时比热焊更易产生冷裂纹。 C、焊接材料 1号焊丝的碳硅含量较低,适用于热焊;2号焊丝碳硅含量较高,适用于冷焊。铸铁气焊丝规格一般为直径直径6-8mm,长度350-400mm。 铸铁在气焊时,因其含硅量较高,熔池冶金反应过程中硅容易被氧化,会形成难熔的酸性氧化物SiO2(熔点约为1713℃),使熔渣粘度增大而流动性变差,不仅影响焊接过程的正常进行,还容易造成焊缝产生夹渣等缺陷。因此,气焊铸铁时一般要在熔池中加入适量的碱性溶剂,如Na2CO3、NaHCO3、NaNO3、 K2CO3、Na2B4O7(硼砂)等。它们与熔池中的SiO2形成熔点较低的熔渣,浮于熔池表面而被清除。 D、气焊工艺 a、铸件清理,基本与焊条电弧焊相同; b、根据铸件厚度适当选用较大号码的焊矩及焊嘴,以提高火焰能率,增大加热速度。气焊火焰一般应选用中性焰或弱碳化焰,不能用氧化焰。因为,氧化气氛会使熔池中碳、硅等元素烧损增加,影响焊缝的石墨化过程。为防止熔池金属流失,在焊接中应尽量保持水平位置。 c、焊后可自然冷却,不能放在空气流通的地方加速冷却,否则会促使白口及裂纹产生; d、较小的铸件气焊时,缺陷位于边角和刚度较小的地方,可用冷焊方法,缺陷位于铸件中央、接头刚度较大或铸件形状较复杂时,应采用预热温度为600-700℃的热焊法,或者是“加热减应区”法焊接 。 2、灰铸铁异质焊缝的电弧冷焊 铸铁型焊缝电弧冷焊的局限: a、焊缝强度低、塑性差,焊补较大刚度缺陷时易出现裂纹。 b、焊缝为铸铁型,由于冷速快,焊缝易出现白口。 c、由于工艺要求采用大电流、连续焊,对于薄壁件缺陷的焊补有困难。 (1)异质焊缝电弧冷焊材料 A、镍基焊条及焊接材料 Ni是扩大奥氏体的元素,当Fe-Ni合金中含Ni量超过30%时,合金凝固后一直到室温都保持硬度较低的奥氏体组织,不发生相变。 Ni为促使石墨化元素,对减弱半熔化区白口的宽度很有利。 我国目前应用的镍基铸铁焊条所用焊芯有纯镍焊芯、镍铁焊芯(WNi=55%,其余为Fe)、镍铜焊芯(WNi=70%,其余为Cu)三种 纯镍焊芯:如Z308,特点:接头加工性优异,半熔化区白口宽度小(0.05mm),但价格高,主要用于焊补后加工性要求高的缺陷焊补,或用做打底焊; 镍铁焊芯:如Z408,特点:力学性能高,抗热裂性能好,价格较低,主要用于高强度灰铸铁和球墨铸铁的焊接; 镍铜焊芯:如Z508(又称蒙乃尔焊条),性能介于前两者之间,由于镍铜合金的收缩率大,容易引起较大焊接应力从而导致焊接裂纹,适用于强度要求不高的加工面缺陷的焊补。 B、铜基焊条及焊接材料 特点:a、焊缝中的Cu与Fe是以机械混合物形式存在,焊缝以Cu为基础,在其中机械地混合着少量钢或铸铁的高硬度组织。第一层焊缝时,铸铁中的C较多地熔入焊缝中,由于Cu不溶解C,也不与C形成碳化物,C全部与焊条及母材熔化后的Fe结合,在焊缝快冷情况下,形成M、Fe3C等高硬度组织,整个焊缝还是有较高的塑性,有较好的抗裂性。 b、Cu是弱石墨化元素,而且其扩散能力较弱,焊缝接头上白口区较宽。 c、焊接接头加工性不良(焊缝的Cu基很软,M、Fe3C很硬)。 d、Cu钢焊条所焊焊缝顔色与母材差别较大。 C、H08Mn2Si细丝CO2保护焊 采用H08Mn2Si细丝(0.6~1.0mm)CO2或CO2+O2气体保护焊焊补灰铸铁在我国汽车、拖拉机修理行动中获得了一定的应用。原理: a、细丝CO2气体保护焊采用小电流,低电压焊接,有利于减少母材熔深

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