铸铁的补焊

shaokai918_2005

铸铁在制造和使用中容易出现各种缺陷和损坏。铸铁补焊是对有缺陷铸铁件进行修复的重要手段，在实际生产中具有很大的经济意义。
（一）铸铁的焊接性
铸铁的含碳量高，脆性大，焊接性很差，在焊接过程中易产生白口组织和裂纹。
! Z1 z$ F8 w+ Z) G' V白口组织是由于在铸铁补焊时，碳、硅等促进石墨化元素大量烧损，且补焊区冷速快，在焊缝区石墨化过程来不及进行而产生的。白口铸铁硬而脆，切削加工性能很差。采用含碳、硅量高的铸铁焊接材料或镍基合金、铜镍合金、高钒钢等非铸铁焊接材料，或补焊时进行预热缓冷使石墨充分析出，或采用钎焊，可避免出现白口组织，。
6 q( P) D& Z2 N* P裂纹通常发生在焊缝和热影响区，产生的原因是铸铁的抗拉强度低，塑性很差（400℃以下基本无塑性），而焊接应力较大，且接头存在白口组织时，由于白口组织的收缩率更大，裂纹倾向更加严重，甚至可使整条焊缝沿熔合线从母材上剥离下来。防止裂纹的主要措施有：采用纯镍或铜镍焊条、焊丝，以增加焊缝金属的塑性；加热减应区以减小焊缝上的拉应力；采取预热、缓冷、小电流、分散焊等措施减小焊件的温度差。
（二）铸铁补焊方法及工艺
铸铁补焊采用的焊接方法参见表3-9。补焊方法主要根据对焊后的要求（如焊缝的强度、颜色、致密性，焊后是否进行机加工等）、铸件的结构情况（大小、壁厚、复杂程度、刚度等）及缺陷情况来选择。手工电弧焊和气焊是最常用的铸铁补焊方法。
表3-9 铸铁的补焊方法
& X" Q- q" x/ h/ t. W8 ?, _' u( P补焊方法
焊接材料的选用
焊缝特点

手工电弧焊
6 L' |' a: O# `& I" `! ]4 g2 q热焊及半热焊
Z208、Z248
1 z7 s9 u5 C# n7 h4 I　强度、硬度、颜色与母材相同或相近，可加工
3 b( o5 I& V6 W1 v  L6 @8 c2 i$ C2 R
% T. W' ~3 G3 t$ f9 A! N冷 焊
Z100、Z116、Z308、Z408、Z607、J507、J427、J422
) t$ t; e/ V7 e　强度、硬度、颜色与母材不同，加工性较差
6 C4 |/ Z' E, Y2 j/ S8 Y
8 i9 Z3 e( a: H2 l" T气焊
5 i' }! o) f6 M; X5 v热 焊
铸铁焊丝
+ _) u) m& \% ?# }& Q+ `' ~0 |　强度、硬度、颜色与母材相同，可加工
9 X/ b( U; H% s+ x/ y& x- ]
加热减应区法

钎焊
# O- E( ~& U$ h% Q+ N黄铜焊丝
　强度、硬度、颜色与母材不同，可加工

7 e' b0 c! Y, u6 Z! A; |* RCO2气体保护焊
9 {8 g: p* K" h8 N$ |H08Mn2Si
$ j; m2 [! x- N4 V7 A$ Q  i9 ]　强度、硬度、颜色与母材不同，不易加工

. q  h/ n+ U# g6 p, \7 {$ j% l电 渣 焊
铸铁屑
　强度、硬度、颜色与母材相同，可加工，适用于大尺寸缺陷的补焊
2 ~" t  E; t3 @! A% B$ W
$ a# M( ^3 j+ n6 }) u手工电弧焊补焊采用的铸铁焊条牌号见表3-10。补焊要求不高时，也可采用J422等普通低碳钢焊条。
1 L* Y, D- R" H% R2 _$ H! A, c/ Y% y表3-10常用铸铁焊条
5 h1 o, |6 I! |' v& \$ z类 别
牌号
# q& o, w. D6 f焊芯组成
. v) H' U& L4 L: V, h0 W药皮类型
( d% `2 X9 n1 g9 n; O焊缝金属
用 途

  n" n* R0 }( e  H. t* w: n" U/ n钢芯铸铁焊条
Z100
碳钢
! f/ ~1 |" D+ t氧化型
碳钢
一般灰铸铁件的非加工面

# g' D+ t8 Q  V6 a  K5 ~& j4 ^Z116
% Z% Z1 N( F! v碳钢（高钒药皮）
低氢型
高钒钢
强度较高的灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁
7 ?" z9 ~0 [2 {
Z208
+ H& ^# u; P: `; S# L碳钢
石墨型
, P/ A  g" h. W4 A! I! B铸铁
( Y2 r$ Y) l. C一般灰铸铁件（刚度较大时，预热至400℃）
) I  F/ d/ T. J: ?
* {" N; O. X3 x" m铸铁芯铸铁焊条
7 N2 U" B8 w* Z9 ?7 v6 E! m* S& rZ248
铸铁
0 U# r' ?+ A# u% G石墨型
铸铁
灰铸铁件
/ o5 ?6 b# w4 ?; s) B
; t) S$ d  u: k1 O2 P镍基铸铁焊条
4 j4 T- P0 [# I# [: d3 r) yZ308
Z408
* e1 `/ K6 ^8 t- F9 ~Z508
纯镍
) C/ D% n# e. v镍铁合金
镍铜合金
石墨型
8 P) Y0 U( _9 ~6 |石墨型
石墨型
镍
镍铁合金
镍铜合金
" i: C$ t1 {6 j$ [1 Y0 q重要灰铸铁件的加工面
' n/ R8 d  K9 A, `! [0 l6 o球墨铸铁、重要灰铸铁件的加工面
强度要求不高的灰铸铁件的加工面
4 Q- s1 t% B! a. L, f
铜基铸铁焊条
3 D* l7 d7 m: s+ g9 mZ607
4 k0 P/ q, B  _; v" y' [( l( ~/ `+ bZ612
紫铜
钢芯铜皮/铜包钢芯
低氢型
钛钙型
3 |* Y" [& L$ Q- m# }- M  O铜铁混合
, P( t, i6 X5 `2 f0 j# j) ]' B铜铁混合
+ ^) M3 g3 d3 {一般灰铸铁件的非加工面
一般灰铸铁件的非加工面
" x5 a; P6 B, C# x1 u
手工电弧焊补焊的方法有：
& ~" N5 p. v3 t5 e. D( c4 H  f（1）热焊及半热焊 焊前将焊件预热到一定温度（400℃以上），采用同质焊条，选择大电流连续补焊，焊后缓冷。其特点是焊接质量好，生产率低，成本高，劳动条件差。
0 \% a3 @! T# o( J7 u: z, u! g（2）冷焊 采用非铸铁型焊条，焊前不预热，焊接时采用小电流、分散焊，减小焊件应力。焊缝的强度、颜色与母材不同，加工性能较差，但焊后变形小，劳动条件好，成本低。