1、铸铁的焊补铸铁的焊补 概述概述 铸铁的分类和性能铸铁的分类和性能 焊接性分析焊接性分析 焊接工艺焊接工艺铸铁的特点:铸铁的特点:优点:成本低廉;铸造性能好;耐磨性、减震性优点:成本低廉;铸造性能好;耐磨性、减震性能、切削加工性能良好。能、切削加工性能良好。缺点:强度、塑性、韧性低缺点:强度、塑性、韧性低铸铁的焊接用于:铸铁的焊接用于:1)铸造缺陷的焊补)铸造缺陷的焊补2)损坏的铸铁成品件的焊补)损坏的铸铁成品件的焊补3)零件的生产)零件的生产1、概述、概述2、铸铁的分类和性能、铸铁的分类和性能1)铸铁的分类(普通铸铁)铸铁的分类(普通铸铁)(1)C在铸铁中存在的形式来分:在铸铁中存在的形式来分
2、:白口铸铁白口铸铁 灰口铸铁灰口铸铁 麻口铸铁麻口铸铁(2)依据石墨的形态,灰口铸铁又可分为)依据石墨的形态,灰口铸铁又可分为 普通灰口铸铁普通灰口铸铁 球墨铸铁球墨铸铁 蠕墨铸铁蠕墨铸铁 可锻铸铁可锻铸铁(3)根据不同的基体组织分)根据不同的基体组织分 铁素体基灰口铸铁铁素体基灰口铸铁 珠光体基灰口铸铁珠光体基灰口铸铁 铁素体铁素体-珠光体基灰口铸铁珠光体基灰口铸铁2)性能)性能常见的成分:常见的成分:C2.7-3.6;Si1-2.2;Mn0.5-1.2;P0.15-0.3;S 0.1-0.15(wt.%)C、Si是强促进石墨化元素,其它还有是强促进石墨化元素,其它还有Al、Ti、Ni、Cu
3、、P、Co。S-强阻碍石墨化元素强阻碍石墨化元素力学性能见表力学性能见表(书中书中)表示方法:表示方法:HTXX1-XX2,HT-灰口铸铁,灰口铸铁,XX1-抗拉强度;抗拉强度;XX2-抗弯强度(抗弯强度(MPa)。)。QTXX1-XX2 QT-球墨铸铁;球墨铸铁;XX1-抗拉强度;抗拉强度;XX2-延伸率延伸率(%)应用:应用:HT:HT20-40;HT15-33,最为广泛,最为广泛 QT500-33、焊接性分析(灰口铸铁)、焊接性分析(灰口铸铁)由化学成分特点:由化学成分特点:C、S、P较高,所以,对冷速较高,所以,对冷速的变化(白口的变化(白口、淬硬)冷、热裂纹较为敏感。、淬硬)冷、热裂
4、纹较为敏感。机械性能特点:强度低,塑性差(基本无塑性)机械性能特点:强度低,塑性差(基本无塑性)由上述两方面:由上述两方面:1)易出现白口)易出现白口、淬硬组织、淬硬组织 2)接头易出现裂纹)接头易出现裂纹1)接头易出现白口、淬硬组织)接头易出现白口、淬硬组织(1)接头的组织变化)接头的组织变化 焊缝区焊缝区 半熔化区半熔化区 奥氏体区奥氏体区 重结晶区重结晶区 碳化物石墨化区及原始组织区碳化物石墨化区及原始组织区(2)白口、淬硬组织的危害)白口、淬硬组织的危害 易产生焊接裂纹易产生焊接裂纹 难于进行机械加工难于进行机械加工2)接头易出现裂纹)接头易出现裂纹(1)冷裂纹:)冷裂纹:、灰口铸铁焊
5、缝冷裂纹、灰口铸铁焊缝冷裂纹 发生条件:发生条件:a 温度小于温度小于400,有脆断声,有脆断声 b 焊缝较长焊缝较长 c 焊补刚度较大的缺陷焊补刚度较大的缺陷 原因:原因:a 石墨片尖角应力集中石墨片尖角应力集中 b 灰口铸铁小于灰口铸铁小于400基本无塑性。基本无塑性。预防:预防:a 整体预热整体预热 b 加热减应法加热减应法 c 二次相变塑性松弛应力二次相变塑性松弛应力、白口铸铁焊缝冷裂纹、白口铸铁焊缝冷裂纹原因:原因:a 白口铸铁收缩率大,为白口铸铁收缩率大,为2.3%,灰铁,灰铁1.26%,产生较大的应力,产生较大的应力 b白口铸铁中的渗碳体脆白口铸铁中的渗碳体脆预防:预防:a 石墨
6、化:体积膨胀,松弛应力石墨化:体积膨胀,松弛应力 b石墨形状以细片状为好。(孕育铸铁)石墨形状以细片状为好。(孕育铸铁)HAZ剥离裂纹剥离裂纹(2)热裂纹)热裂纹 原因原因 预防预防4、焊接工艺、焊接工艺本质:调整焊缝成分,控制冷却速度本质:调整焊缝成分,控制冷却速度1)同质(铸铁型)焊缝的熔化焊)同质(铸铁型)焊缝的熔化焊2)异质(非铸铁型)焊缝的熔化焊)异质(非铸铁型)焊缝的熔化焊1)同质(铸铁型)焊缝的熔化焊)同质(铸铁型)焊缝的熔化焊(1)电弧热焊及半热焊)电弧热焊及半热焊预热的作用:预热的作用:预热的方法预热的方法焊接材料:焊接材料:C+Si稍大于母材,有利于石墨化稍大于母材,有利于石墨化Z248:铸铁芯石墨化药皮焊条,直径大于:铸铁芯石墨化药皮焊条,直径大于6Z208:钢芯石墨化药皮焊条,直径小于:钢芯石墨化药皮焊条,直径小于5焊补厚度大于焊补厚度大于10mm的工件。的工件。(2)电弧冷焊提出的背景:经机械加工而不允许变形和破坏的工提出的背景:经机械加工而不允许变形和破坏的工件;体积较大而难于预热的工件。件;体积较大而难于预热的工件。通常对边角部位缺陷、刚度较大部位的小缺陷、非通常对边角部位缺陷、刚度较大部位的小缺陷、非加工面的缺陷宜用电弧冷焊。加工面的缺陷宜用电弧冷焊。