铸铁焊接工艺教案资料
铸铁的焊接工艺

铸铁的焊接工艺铸铁是一种常见的工程材料,具有良好的可铸造性和机械性能,但其焊接难度较高。
铸铁的焊接工艺需要特别的注意和技术,以下是铸铁焊接工艺的一般流程和注意事项:1. 准备工作:在焊接铸铁前,需要对铸铁进行充分清洁和预处理。
清除铸铁表面的杂质、油脂和锈蚀物,并用合适的工具将焊接部位打磨光滑。
2. 选择合适的焊接方法:铸铁的焊接方法多种多样,常见的有手工电弧焊、氩弧焊和等离子焊等。
根据具体情况选择适合的焊接方法,以保证焊接质量和效果。
3. 制定焊接工艺参数:根据铸铁的材质和焊接要求,制定合适的焊接工艺参数,如焊接电流、电压、焊接速度等。
这些参数的选择应根据实际情况,并可在焊接过程中进行调整和优化。
4. 预热和后续退火处理:由于铸铁容易发生焊接变形和裂纹,为了减少热应力,一般需要对焊接部位进行预热。
预热温度一般在300-500摄氏度之间,可提高铸铁的可塑性和焊接质量。
焊接完成后,还需要进行后续的退火处理,降低残余应力和恢复材料的力学性能。
5. 选择合适的焊接材料:铸铁的焊接材料主要有铸铁焊条、铜合金焊条和铜铝焊条等。
根据具体应用场景和焊接要求,选择合适的焊接材料,以保证焊缝的强度和耐腐蚀性。
6. 控制焊接速度和电流:在焊接过程中,要控制焊接速度和电流,避免焊接速度过快或电流过大,造成铸铁的过热和过烧。
焊接速度应适中,电流应调整到适当的范围,保证焊接质量。
需要注意的是,由于铸铁本身的组织结构和化学成分的差异,不同种类的铸铁可能需要不同的焊接工艺和参数。
因此,在焊接铸铁前,最好进行焊接实验或咨询专业人员,以确定最佳的焊接工艺。
总的来说,铸铁的焊接工艺需要严格控制焊接温度、速度和材料选择等多个因素,并进行适当的预热和后续处理,才能保证焊接质量。
掌握正确的焊接方法和技术,能够有效地解决铸铁焊接中的问题,提高焊接质量和效率。
铸铁是一种广泛应用于工程领域的重要材料,具有优异的力学性能和耐磨性。
然而,铸铁的焊接工艺相对复杂,常常面临着一些问题,如裂纹、变形和气孔等。
铸铁管焊接教学设计方案

一、教学目标1. 知识目标:- 了解铸铁管的种类、特点和应用领域。
- 掌握铸铁管焊接的基本原理、工艺流程和操作方法。
- 熟悉焊接设备的使用方法和安全操作规程。
2. 技能目标:- 能够正确选择铸铁管的焊接方法和焊接材料。
- 熟练操作焊接设备,完成铸铁管的焊接作业。
- 具备焊接质量检验的基本能力。
3. 素质目标:- 培养学生严谨的工作态度和良好的职业道德。
- 增强学生的团队协作能力和沟通能力。
- 培养学生的创新意识和解决问题的能力。
二、教学内容1. 铸铁管的种类和特点2. 铸铁管焊接的基本原理3. 铸铁管焊接工艺流程4. 铸铁管焊接操作方法5. 焊接设备的使用和安全操作6. 焊接质量检验和常见缺陷分析三、教学过程1. 导入新课- 通过图片、视频等形式,向学生展示铸铁管的应用场景,激发学生的学习兴趣。
2. 理论教学- 讲解铸铁管的种类、特点和应用领域。
- 介绍铸铁管焊接的基本原理、工艺流程和操作方法。
- 讲解焊接设备的使用方法和安全操作规程。
3. 实践教学- 安排学生分组,每组配备焊接设备、焊接材料等。
- 指导学生进行铸铁管的焊接操作,包括焊接前准备、焊接过程、焊接后处理等。
- 强调操作过程中的安全注意事项,确保学生的人身安全。
4. 演示教学- 由教师或助教进行铸铁管焊接操作的演示,让学生直观地了解焊接过程。
- 演示结束后,解答学生提出的问题。
5. 交流讨论- 学生分组讨论,交流焊接过程中遇到的问题和解决方法。
- 教师巡视指导,解答学生提出的问题。
6. 总结与评价- 教师总结本次课程的重点内容,强调学生的掌握情况。
- 学生进行自我评价和相互评价,提出改进意见。
四、教学评价1. 理论考试:考察学生对铸铁管焊接知识的掌握程度。
2. 实践操作考核:考察学生实际操作技能和焊接质量。
3. 学生自评和互评:评价学生的团队协作能力和沟通能力。
4. 教师评价:关注学生的整体表现,包括学习态度、创新能力等。
五、教学资源1. 教材和参考书籍2. 焊接设备、焊接材料等3. 图片、视频等教学资料4. 网络资源:相关焊接技术网站、论坛等通过以上教学设计方案,旨在使学生全面掌握铸铁管焊接的理论知识和实践技能,为今后从事相关领域工作打下坚实基础。
铸铁焊接修补教学设计方案

一、教学目标1. 知识目标:- 了解铸铁的基本性质和焊接原理。
- 掌握铸铁焊接修补的基本方法和技术。
- 熟悉常用铸铁焊接修补材料的性能和选用。
2. 技能目标:- 能够进行铸铁焊接修补操作,包括焊接前的准备、焊接过程中的技巧和焊接后的处理。
- 能够识别常见的铸铁焊接缺陷,并采取相应的修补措施。
- 能够独立完成小型铸铁件焊接修补任务。
3. 素质目标:- 培养学生严谨的工作态度和良好的职业道德。
- 增强学生的安全意识和环保意识。
- 培养学生的团队协作能力和创新精神。
二、教学内容1. 铸铁的基本性质:- 铸铁的分类和特点。
- 铸铁的物理、化学性质。
2. 焊接原理:- 焊接的基本原理和过程。
- 焊接电弧的形成和稳定。
3. 铸铁焊接修补技术:- 铸铁焊接修补的基本方法。
- 铸铁焊接修补的常用材料和设备。
- 铸铁焊接修补的质量控制。
4. 铸铁焊接缺陷及修补:- 常见的铸铁焊接缺陷。
- 针对不同缺陷的修补措施。
三、教学方法1. 理论教学:- 讲授法:系统讲解铸铁焊接修补的基本知识和技能。
- 案例分析法:通过分析实际案例,加深学生对理论知识的理解。
2. 实践教学:- 实物操作法:在教师指导下,学生进行铸铁焊接修补的实际操作。
- 分组讨论法:学生分组进行讨论,解决焊接过程中遇到的问题。
3. 多媒体教学:- 利用多媒体课件,展示铸铁焊接修补的过程和技巧。
- 观看焊接修补教学视频,直观了解焊接修补的操作步骤。
四、教学过程1. 导入:- 通过实际案例引入铸铁焊接修补的重要性。
2. 理论学习:- 讲解铸铁的基本性质、焊接原理和焊接修补技术。
3. 实践操作:- 学生分组进行铸铁焊接修补操作,教师巡回指导。
- 学生汇报操作过程,教师点评并总结。
4. 案例分析:- 分析实际焊接修补案例,讨论解决问题的方法。
5. 总结与反思:- 学生总结学习心得,教师点评并布置课后作业。
五、教学评价1. 过程评价:- 观察学生在实践操作中的表现,包括操作技巧、安全意识等。
铸铁焊接的方法与实践

铸铁焊接的方法与实践
1.铸铁焊接的准备工作:
(1)清理铸铁表面的污垢,注意防止受潮;
(2)焊接时,应根据焊件厚度和焊接速度,选择适当的焊材以及焊机等相关设备;
(3)焊前,应检查焊缝的完整性和焊件的平整度,以确保焊剂的牢固性;
(4)焊接时应注意控制焊接温度,以确保焊接质量;
2.铸铁焊接实践:
(1)使用焊材与焊件表面摩擦,使表面污垢和锈层消除,然后以其适合的焊机与焊材热弯;
(2)在焊件的两侧,焊接橡胶垫的金属片,保证焊件的牢固性;
(3)用手持焊条焊接焊接至漆黑,保证焊接核心部分的完整。
(4)使用手拿贴膜熔接,确保焊缝中央处没有气泡,以及焊接表面均匀洁净。
(5)焊后,用砂轮或砂纸清理焊接表面,涂上防锈油,以延长焊接件的使用寿命。
第6章 铸铁的焊接

造型:为了防止熔化金属的流出,在边角部位 要造型。 焊接:采用大电流、长弧、连续焊 焊后缓冷 特点:劳动条件差,加热费用大,工件变形 大,表面容易氧化。
④ 半热焊工艺 特点:预热温度低,与热焊相比较,改善了焊 工的劳动条件,焊补刚性大的构件时,不容易 产生变形,但应力很大,容易出现缺陷,主 要用于焊补刚性小形状简单的构件。 工艺:焊接冷速大,焊材的石墨化元素比热焊 大,使用大电流、长弧、连续焊,焊后缓冷。
④分块孤立堆焊 把焊补位置划分为40*40mm的孤块,之间间隙 为7~9mm,之间用BT-2填补,焊缝与母材最 后焊接。
⑤焊缝与周边焊材的焊合 ⑥焊后整个焊补面应高处母材1~2mm,然后用 手动砂轮磨平。
6.4 其他铸铁的焊接
6.4.1 可锻铸铁的焊接 (1)焊接性 与灰口铸铁相比较容易形成白口铸铁 (2)可锻铸铁的焊接工艺 ①焊条电弧焊 Z404 Z116 J506 J507 ②气焊
⑤电弧冷焊
不预热的焊接 电弧冷焊焊条:焊缝冷速快,为了防止白口组 织出现,采用的焊条石墨化元 素的含量比热焊高。 电弧冷焊工艺: a.焊前清理及坡口制备:焊补区面积大于8cm2 深度大于7mm
b.造型:同热焊法相同
c.焊接:采用大直径焊条,直流反接,大电流、 长弧、连续焊,焊缝要高出母材5~8mm。 焊后缓冷
第6章 铸铁的焊接
铸铁特点:有良好的铸造性、耐磨性、切削 加工性、减震性等,且成本低 廉,生产工艺简单。 铸铁焊接主要应用:铸铁缺陷的补焊 损坏铸件的修复 生产铸焊复合件
铸铁的种类、成分及性能特点 灰铸铁:碳以片状石墨存在,断口呈灰色, S、 P杂质高,C、Si含量适中,Mn含量较高。一 定的力学性能和良好的加工性能,使 用广泛。 白口铸铁:部分碳溶入F,其余为Fe3C,断面 为亮白色,组织很脆,主要用作原材料。
灰铸铁的焊接工艺

灰铸铁的焊接工艺灰铸铁在工业上应用极广,实际工程中主要采用电弧热焊、电弧冷焊、气焊和钎焊几种焊接方法,本文分别加以阐述。
标签:铸铁;焊接性;焊接工艺1电弧热焊焊前将工件整体或有缺陷的局部位置预热到600 - 700℃,然后进行焊补,焊后进行缓冷的铸铁焊补工艺,称之为热焊。
对结构复杂而焊补处刚度又很大的工件,宜采用整体预热。
对于结构简单而焊补处刚度又较小的工件,可采用局部预热。
1.1电弧热焊工艺(电弧热焊工艺电弧热焊适用于厚度大于10mm的中厚铸件,对于8mm以下的薄壁铸件,容易烧穿,故不宜使用这种方法。
)1)预热。
对结构复杂的工件,由于焊补区刚性大,焊缝没有自由膨胀和收缩的余地,应该采用整体预热。
对于结构简单的铸件,补焊处刚性小,焊缝有一定的膨胀和收缩余地,如铸件边缘的缺陷及小范围的裂纹等可以采用局部预热。
局部预热可以采用气焊或煤气火焰加热。
2)焊前清理。
焊前用碱水、汽油擦洗及气焊火陷清除焊件及缺陷的油污、铁锈及其他杂质,同时将缺陷处预先制成适当的坡口。
制作坡口时应根据缺陷的情况采用砂轮等工具进行铲、磨加工,直到无缺陷时再开坡口。
在保证顺利运条及熔渣上浮的前提下,宜用较窄的坡口,坡口形状应为底部圆滑,开口稍大。
对裂纹缺陷应设法找出裂纹两端的终点,然后在裂纹终点钻止裂孔。
3)造型。
对于边角部位及穿透类缺陷应在待焊部位造型,目的是防止熔化金属流失,保证一定的焊缝成形。
造型材料可用水玻璃砂或黄泥。
内壁最好放置耐高温的石墨片,以防止造型材料受热熔化或塌陷,同时造型材料应在焊接前烘干。
4)焊接时,为了保持预热温度,缩短高温焊接时间,要求应在最短的时间内焊完,因此,应采用大电流、长弧、连续焊。
因为铸铁焊条中含有较多的高熔点难熔物质石墨,故采用适当的长弧焊有利于药皮熔化,同时有利于石墨向熔池中过渡。
焊接电流的经验公式为I=(40 - 60)d。
d表示焊条直径(mm)。
5)焊后缓冷。
焊后需要采取保温缓冷措施。
常用的保温材料为石棉,最好采用随炉冷却的方式。
8焊接工艺-铸铁的焊接

由于石墨存在形式不同,因而对基体的性能影响有很大差异。在相同基 体组织的情况下,铸铁的强度:
球墨铸铁>可锻铸铁>蠕墨铸铁>灰口铸铁
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
为了便于比较,习惯上把两个相图画在一起。 此种合二为一的相图称铁-碳双重相图
• 生产中,通过调整(wC+1/3wSi)来控制铸铁的组织;
除C、Si外,P、Al、Cu、Ni、Co也为石墨化元素; S、Mn、Cr、W、Mo、V等元素为白口化元素。
2、冷却速度
渗碳体的成分(碳含量)更接近于液 态铸铁,与G相比,结构亦更近于A,在快冷时 易得到渗碳体;而G是一种更稳定的相,在缓冷 时易得到G。
含碳量较低,随后冷却时,如果冷速较快,会从A中析出一些二次Fe3C , 其析出量的多少与A中含碳量成直线关系。在共析转变快时,A转变为P类 型组织。冷却更快时,会产生M与残余A。该区硬度比母材有一定提高。
熔焊时,采用适当工艺使该区缓冷,可使A直接析出G而避免二次Fe3C析 出,同时防止M形成。
状,生产周期长,成本高。
墨
形 态
球墨铸铁
石墨呈球状,生产工艺比可锻铸铁简单,力学性能 好,应用较广。它是在铁液中加入稀士金属、镁合
分
金及硅铁等球化剂处理后使石墨球化而成。
蠕墨铸铁 石墨呈蠕虫状,是一种新型铸铁,有大的
应用前景。
铸铁的性能主要取决于石墨的形状、大小、数量及分布特点
B、半熔化区
该区被加热到液相线与共晶转变下限温度之间,温度范围1150~ 1250℃,处于液固状态,一部分铸铁已熔化成为液体,其它未熔部分在高 温作用下已转变为奥氏体。 ①冷却速度对半熔化区白口铸铁的影响
铸铁制作教学设计方案

一、教学目标1. 知识与技能目标:(1)了解铸铁的基本概念、特点和应用领域。
(2)掌握铸铁制作的基本工艺流程,包括熔炼、浇注、冷却、打磨等环节。
(3)学会使用铸铁制作工具,如熔炉、模具、浇注系统等。
2. 过程与方法目标:(1)通过实验操作,培养学生的动手实践能力和创新思维。
(2)引导学生进行小组合作,提高团队协作能力和沟通能力。
(3)培养学生对铸铁制作工艺的兴趣和热爱。
3. 情感态度与价值观目标:(1)激发学生对铸铁制作工艺的兴趣,培养对传统文化的尊重和保护意识。
(2)培养学生严谨、细致、求实的工作态度。
(3)增强学生的社会责任感和使命感。
二、教学内容1. 铸铁的基本概念和特点2. 铸铁制作的基本工艺流程3. 铸铁制作工具的使用4. 铸铁作品的设计与制作三、教学过程1. 导入新课(1)播放铸铁制作的相关视频,激发学生的学习兴趣。
(2)介绍铸铁的历史、应用领域及重要性。
2. 讲解与演示(1)讲解铸铁的基本概念、特点、制作工艺流程及工具使用方法。
(2)现场演示铸铁制作的全过程,包括熔炼、浇注、冷却、打磨等环节。
3. 实践操作(1)分组进行实践操作,每组选用不同的铸铁制作项目。
(2)教师巡回指导,解答学生在实践过程中遇到的问题。
4. 作品展示与评价(1)学生展示自己的铸铁作品,分享制作过程中的心得体会。
(2)教师和学生共同评价作品,提出改进意见。
5. 总结与反思(1)总结本次课程的学习成果,强调铸铁制作工艺的重要性。
(2)引导学生反思自己在实践过程中的不足,提出改进措施。
四、教学评价1. 评价方式:过程性评价与终结性评价相结合。
2. 评价内容:(1)学生掌握铸铁制作基本知识和技能的程度。
(2)学生在实践过程中的动手能力和创新思维。
(3)学生在团队协作和沟通方面的表现。
(4)学生对铸铁制作工艺的兴趣和热爱程度。
五、教学资源1. 铸铁制作相关视频、图片等资料。
2. 铸铁制作工具、原料、模具等。
3. 教学课件、教案等。
《铸铁焊接》课件

2
弧焊等多种类型。
铸铁作为一种船舶制造中常见的材料,
修复和拼接的需求也相应增加。
3
机械加工中的应用
铸铁零部件在使用过程中容易出现裂纹
重型工业中的应用
4
和磨损,铸铁焊接技术应运而生。
冶金、资源开采等领域中,铸铁是常见 材料,焊接技术的应用也非常广泛。
铸铁焊接的工艺流程
在本节中,我们将介绍铸铁焊接的具体步骤和注意事项。
铸铁焊接的背景
铸铁焊接在解决铸铁零件的维修 和拼接问题中起到了不可或缺的 作用。
应用领域
船舶制造、机械加工和重型工业 等领域均需要用到铸铁焊接。
铸铁焊接的类型和应用领域
在本节中,我们将深入探讨铸铁焊接的分类以及其在不同应用领域的应用情况。
1
铸铁焊接的类型
分为手工电弧焊、MIG-MAG焊、TIG氩
船舶制造中的应用
《铸铁焊接》PPT课件
欢迎来到本次课程,今天我们将深入研究铸铁焊接技术。这是一种重要的焊 接方法,具有广泛的应用,也是许多行业必备的技能之一。
焊接技术的介绍
在本节中,我们将简单介绍焊接技术与其在制造和维修中的作用,以及不同类型的焊接方法及其特点。
制造工艺中的应用
焊接在制造和加工过程中起 着重要作用,可替代传统的 粘接和机械连接方法。
焊缝尺寸测量 焊缝外观检测 焊缝显微组织分析
主要针对焊接后的几何形状进行检测,如几何尺 寸、角度等。
通常采用目测和放大镜等方式对焊缝进行检测, 如直、弧、形状和缺陷等。
对焊缝显微组织等进行检测,以检测其是否符合 使用要求等。
总结和展望
在这个课程中,我们深入了解了铸铁焊接技术,涵盖了其定义和背景、类型和应用领域、工艺流程、常见问题 和解决方法、质量控制与检测方法等方面。希望这次的介绍可以为大家的工作和学习提供帮助,让大家更好的 理解和掌握焊接技术。
铸铁的焊接

度一定时,增加碳、硅的质量分数可消除白口组织,调
整碳、硅的质量分数还可获得不同的基体组织。
图6-2 元素对铸铁石墨化及白口化的影响
能力知识点1 灰铸铁的焊接性
灰口铸铁因为含碳及硅量高,且含杂量 也高,对热裂纹及冷却速度非常敏感,所以 焊接性很差,其主要表现是焊接接头易产生
白口和淬硬组织及裂纹。
能力知识点1 灰铸铁的焊接性
白口铸铁
白口铸铁中碳绝大部分以渗碳体(FeC3)的 形式存在,其断口呈亮白色,故称之为白口铸铁。
渗碳体性能硬而脆,其硬度为800HBW左右,因而
白口铸铁切削加工困难;主要用于炼钢原料,很
少用于制造机械零件。
亚
共
晶
白 口 铸 铁
共
晶
白 口 铸 铁
过 共
晶
白
口
铸 铁
能力知识点1 铸铁的种类及成分特点
70%~80%,因此其力学性能明显优于灰铸铁。球
墨铸铁还可以通过合金化或热处理等途径来强化 或改变基体组织,以达到提高力学性能的目的。 球墨铸铁的牌号与力学性能见表6-3。
表6-3 球墨铸铁的牌号与力学性能
抗拉强度/MPa
牌号
屈服点/MPa 最小值
伸长率(%)
硬度 HBW (供参考)
基体显微组织
QT400-18
表6-2
显微组织
牌号
灰铸铁的牌号与力学性能
抗拉强 度 /M Pa ≥100 ≥150 ≥250 ≥250 ≥300 硬度 HBW (供参考)
特点及用途举例
基体
石墨
8-4 铸铁的焊接(二)

铸铁的焊接
图6-4
热焊补焊区造型示意图
a)中间缺陷焊补
b)边角缺陷焊补
铸铁的焊接
(3)半热焊工艺 采用300~400℃整体或局部预热。只适用于补焊区刚性较 小或铸件形状较简单的情况下。
ห้องสมุดไป่ตู้
铸铁的焊接
2.电弧冷焊
电弧冷焊即不预热焊法。该法具有很多优点,如焊工劳动条件 好、补焊区与母材颜色一致、补焊成本低、补焊周期短、补焊效率 高等,适用于预热很困难的大型铸件或不能预热的加工面等。
能将焊件放在有穿堂风的地方加速冷却,当环境温度较低时,应采取
焊后覆盖焊道等缓冷措施,以防产生白口组织和裂纹。
当铸件形状复杂、缺陷位于焊件中部或接头刚度较大时,应采用
将焊件整体预热600~700℃的热焊法,或者是“加热减应区”焊法。
(1)热焊及半热焊焊条
铸铁芯的石墨化铸铁焊条EZC(Z248);
钢芯的石墨化铸铁焊条EZC(Z208)。
铸铁的焊接
(2)热焊工艺
1)焊前准备与清理:坡口准备,缺陷、杂质清理。
2)造型:用型砂加水玻璃或黄泥,如图6-4所示。 3)预热:预热温度600℃~700℃
4)焊接:大电流、长弧、连续施焊。
5)焊后缓冷
铸铁的焊接
型号 EZFe-1 EZV EZV 牌号 Z100 Z116 Z117 药皮类型 氧化型 低氢钠型 低氢钾型 焊缝金属类型 碳钢 高钒钢
表6-4 常用铸铁焊条型号(牌号)及用途
熔敷金属的主要化学成分(质量 分数,%) 主要用途 一般灰铸铁件非加工面的补焊 C≤0.25,Si≤0.70 V8~13,Mn≤1.5
铸铁的焊接
2.灰铸铁气焊工艺要点
(1)焊前清理 (2)焊炬与火焰性质选择 灰铸铁气焊一般应根据铸件厚度适当选用较大号码的焊炬及 喷嘴;气焊火焰一般选用中性焰或弱碳化焰,不能用氧化焰。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
一. 前言:灰口铸铁是铸铁中的一种,灰口铸铁的碳以片状石墨的形式分布于铸铁基体中,断面呈暗灰色,故称灰口铸铁。
由于片状的石墨割裂了铸铁的基体组织,因此,灰口铸铁的抗拉强度低,缺乏塑性。
灰口铸铁具有良好铸造性和切割性能,同时由于灰口铸铁中石墨以片状存在,它具有良好的耐磨性,抗震性和切削加工性并具有较高的抗压强度,故在工业上运用极为广泛。
灰口铸铁目前常以铸件的形式运用于生产,由于铸造工艺的特点,铸件往往存在着各种不同程度的缺陷,在生产现场中也有许多因各种原因而损坏的铸件。
铸铁的焊接实际上就是对存有缺陷或者损坏的铸件进行补焊。
所以铸件补焊具有很大的经济意义。
1.灰口铸铁的焊接性能较差,在焊接时容易出现下列问题1.1焊后产生白口组织在补焊灰口铸铁时,经常会在熔合区生成一层白口组织。
产生白口组织的原因是:由于母材近缝区在焊接时受到高温加热,当受热温度860℃以上时,原来灰口铸铁中得游离状态的石墨开始部分也熔于铁中,温度越高,熔于铁中的石墨也越多。
当冷却时,一般认为在30-100℃/s的急速冷却条件下,熔于铁中的碳来不及以石墨形式析出,而呈渗碳体出现,即所谓白口。
另外。
在焊接熔池中的石墨化元素碳,硅等不足也是产生白口的主要原因。
一般在窄小的高温度熔合区内,焊后很容易产生白口组织。
白口组织硬而脆,使得焊缝在焊后难以机械加工,甚至会导致开裂。
防止白口产生主要措施是适当调整填充金属的化学成分和冷却速度。
改善焊缝技术的化学成分,增加石墨化元素的含量,可以在一定条件下防止焊缝金属产生白口。
例如气焊用铸铁焊丝的碳,硅含量要比母材高(C3.0%-3.8%,Si3.6%-4.8%)特别是冷焊灰口铸铁时,焊丝中的含硅量可高达4.5%焊后缓冷和延长熔合区处于红热状态的时间,使石墨充分析出,这是避免熔合区产生白口的主要工艺途径。
采取的具体措施是焊前预热和焊后保温。
由于气焊时冷却速度较慢。
因此。
对于防止白口极为有力灰口铸铁的补焊工艺和操作技术(2)1.2 焊接街头出现裂纹裂纹是焊接灰口铸铁的要问题,灰口铸铁焊接接头上的裂纹可能出现在焊缝金属中,也可能在基本金属即母材上。
母材的裂纹一般出现近缝区,可能是纵向,横向或斜向的。
由于灰口铸铁塑性极差,几乎不能发生任何塑性变形,而且强度又低,所以在焊接应力及铸件本身应力(组织应力)的共同作用下,当局部应力大于强度极限时,就产生裂纹。
严重时,会使焊缝金属和母材分离,即焊缝从基本金属上脱离下来,即所谓剥离。
如果焊缝强度较高而母材强度较低,或结合处产生白口时,由于白口铸铁收缩率(1.6%-2.%)比灰口铸铁收缩率(0.9%-1.8%)大,且塑性也差,故均产生剥离。
焊缝金属内的裂纹,一般常见的是横向裂缝,有时也有纵向及斜向裂纹,在焊缝断口处没有高温氧化时常见的蓝颜色。
裂纹生成时常发出清脆的金属开裂声。
通常裂纹发生在热态焊缝金属的暗红色消失后,即600℃以下,直到焊缝与焊件整体温度均匀化之前。
最容易发生裂纹的温度在400℃以下,通常这种在热应力和组织应力的共同作用下发生的裂纹称为热应力裂纹。
(1)焊前预热和焊后缓冷的措施:焊前将焊件整体或局部预热和焊后缓冷不但能减少焊缝的白口倾向,并能减小焊接应力和防止焊件开裂。
(2)采用电弧冷焊减小焊接应力的措施:选用塑性较好的焊接材料,如用镍,铜,镍铜,高钒钢等作为填充金属,使焊缝金属可通过塑性变形松弛应力,防止裂纹;用细直准焊条,小电流,断续焊,分散焊的方法可减小焊缝处和基本金属的温度差而减小焊接应力;通过锤击焊缝可以消除应力,防止裂纹。
使焊缝冷却时能补受阻碍底自由收缩,从而避免用力过大而导致裂纹。
(3)采用热焊法并控制好温度.当温度高于600℃时,由于产生于一定的塑性变形.而使部分内应力得到消除,一般在600℃以上焊接时就不会产生热应力裂纹.灰口铸铁的补焊工艺和操作技术(3)三. 灰口铸铁的补焊方法:灰口铸铁的补焊方法主要采用焊条电弧焊,气焊,钎焊.。
.按照焊件在焊前是否预热可以把焊条电弧焊分为冷焊,半热焊 (预热温度400℃以下)和热焊(预热温度600-700℃).四.灰口铸铁的补焊工艺.4.1.1 冷焊法. 电弧焊冷焊法就是焊件在焊前不预热,焊接过程中也不辅助加热,因此可以加速焊补生产率,降低成本,改善劳动条件,减少焊件因预热时受热不均匀而产生的变形和焊件已加工面的氧化.目前冷焊法正在推广,并迅速发展.但是冷焊法在焊接后因焊缝及热影响区的冷却速度很大,极易形成白口组织.此外因焊件受热不均匀,常形成极大的内应力,会造成裂纹,在冷焊时应注意以下几点:① 焊前应彻底清理油污,裂纹两端要打上裂孔,加工的坡口形状要保证便于焊补及减少焊件的熔化量.② 采用钢芯或铸铁芯的以外的焊条,小直径焊条应尽量用小的焊接电流,以减少内应力和热影响区的宽度.③ 采用短焊道焊接法.一般每次焊10-40mm,待其充分冷却后再焊.④ 采用分段倒退焊.这样可以降低拉应力,对防裂有好处.⑤每项焊一短焊道后,用圆头锤沿焊逢向外锤击.冷焊焊条按焊后焊缝的可加工性分为两大类:一类用于焊后不需要机械加工的铸件,如钢芯铸铁焊条(EZCQ),只适用小型薄壁铸件刚度不大部位的缺陷焊补;另一类用于焊后需要机械加工的铸件,如纯镍焊条(EZNi-1)镍铁铸铁焊条( EZNiFe-1)镍铜铸铁焊条(ENiCu-1)等。
4.1.2 热焊法热焊法是在焊接前将焊件全部或局部加热到600-700℃,并在焊接过程中保持一定温度,焊后在炉中缓冷的焊接方法。
用热焊法时,焊件冷却缓慢,温度分布均匀,有利于消除白口组织,减少应力,防止产生裂纹。
但热焊法成本高,工艺复杂,生产周期长,焊接时劳动条件差,因此应尽量少用。
4.2气焊焊补灰口铸铁的补焊工艺:气焊火焰温度比电弧温度低得多,因而焊件的加热和冷却比较缓慢,这对防止灰口铸铁在焊接时产生的白口组织和裂纹都很有利。
所以用气焊焊补的铸件质量一般比较好,因气焊成为补焊铸铁的常用方法。
但气焊与焊条电弧焊相比,焊工的劳动强度高,焊件变形较大,焊补大型铸件时难以焊透。
但由于气焊铸件的质量较好,易切削加工,使许多工厂中的中小型灰口铸件,还是较多用气焊焊补。
灰口铸铁的补焊工艺和操作技术(4)4.2.1 焊前准备① 在焊件清除完毕后,检查缺陷.焊件上的缺陷可起码接观察,也可用10-20倍的放大镜查找.② 裂纹找出后,在裂纹的两端钻直径φ4-6mm的裂孔,以防止裂纹扩展.焊接灰口铸铁时可选用铸铁焊丝,丝401A或丝401B. 焊接时气焊熔剂选用气剂201,铸铁气焊熔剂熔点为650℃成碱性,能将铸铁气焊时产生的二氧化硅(熔点为1350℃)变为易熔的盐类.铸铁用气焊熔剂进行灰口铸铁补焊时,应选择较大号的焊炬,以提高焊接头焰效率,有利于气孔夹渣等缺陷.焊嘴孔径可根据焊补处的壁厚确定。
.灰口铸铁的补焊工艺和操作技术(5)4.2.5 操作技术:在气焊过程中,必须选用中性焰或弱碳化焰;在焊接结束时可用碳化焰使焊缝缓冷,这样可以减少碳和硅的烧损,消除过厚的氧化膜,防止白口冷硬现象;当消除缺陷的底部或开坡口时可用氧化焰.焊接时,在要基本金属熔化后再加入焊丝,以防止熔合不良;发现熔池中有小气孔和白亮点夹杂物时,可以往熔池中加入少量气焊熔剂,有助于消除平渣,但气焊熔剂不宜加入过多,否则反而容易产生夹渣,气孔;适当加大火焰的功率,提高熔池铁水温度,有利于气体及杂质浮起,因而能减少气孔,夹渣;操作时应注意火焰始终盖住熔池;加入焊丝时,经常用焊丝轻轻搅动熔池,促使气体,熔渣浮出;焊补将完毕时应使焊缝稍高于焊件表面,并用焊丝刮去杂质较多的表层面.由于表层内含杂质较多,冷却后硬度较高,所以,刮去表面层可提高焊缝的切削性能.当补焊被焊区刚性较大或补焊石积较大,以及材质较差,组织疏松的铸件时,可采用热焊.焊后用石棉布或炭灰将铸件盖好,使焊缝缓慢冷却,以防止产生裂纹和白口组织.五结论灰口铸铁采取合理的焊补工艺,可使焊件获得较好的切削性和致密性.所以灰口铸铁焊补只要焊补工艺得当,白口组织和裂纹的产生球墨铸铁的焊接工艺如下:⑴气焊焊丝采用型号为RZCQ型球墨铸铁焊丝(牌号HS402),熔剂采用CJ201。
火焰采用还原焰,结构复杂的铸件或大铸件须采用热焊,预热温度600~700℃,焊后缓冷。
焊后铸件可进行两种热处理:正火:随炉升至900~920℃保温1~2h,出炉空冷。
退火:随炉升至900~920℃保温1~2h,随炉冷至550℃,保温1h,出炉空冷。
⑵手弧焊采用同质焊缝时,焊条可选用型号为EZCQ铁基球墨铸铁焊条,目前有两种牌号,一是铸铁芯强石墨化型,焊条直径为4~10mm,牌号为Z258;二是低碳钢芯强石墨化焊条,牌号为Z238,焊前应将焊件预热至500℃左右,焊后保温缓冷,经退火焊补处有可能进行切削加工(硬度200HBS)。
焊接时采用大电流、连续焊工艺,焊接电流可按焊条直径的36~60倍选取。
采用异质焊缝时,焊条选用EZNiFe(Z408)和EZV(Z116、Z117)。
焊接时应遵守冷焊焊接工艺,焊后能进行切削加工,但焊缝有一定的热裂倾向。
可锻铸铁的焊接工艺由于可锻铸铁中的碳、硅含量比灰铸铁低,异质焊缝熔焊时焊缝及半熔化区形成白口倾向更为严重。
这是可锻铸铁焊接性突出的问题。
⑴黄铜钎焊焊丝为HS221,钎剂为100%的脱水硼砂,用氧乙炔焰加热焊补表面至900~930℃(亮红色),焊丝端头也加热至发红,然后蘸上少许硼砂开始焊补。
为防止锌的蒸发,采用弱氧化焰。
焊嘴与熔池表面距离控制在8~15mm。
焊后用火焰适当的加热焊缝周围。
对于焊补区刚性较大的部位,焊后轻轻锤击焊缝,可减小裂纹倾向。
黄铜钎焊可用于可锻铸铁加工面的焊补。
⑵电弧冷焊用E4303、E5016、EZV和不锈钢焊条。
施焊时采用小电流、多层焊,用于焊后不加工的场合。
如果焊后需要加工,可用ф2mm以下的奥氏体不锈钢焊条或镍基铸铁焊条,进行不移动电弧的定位焊,每次焊接时间缩短至1s,以刚熔合为宜。
用这样的定位焊铺满坡口底部以后,再用电弧冷焊工艺填满坡口。
蠕墨铸铁的焊接工艺蠕墨铸铁除含有C、Si、Mn、S、P等元素外,还含有少量稀土蠕化剂,但其稀土含量比球墨铸铁低,故焊接接头形成白口的倾向比球墨铸铁的小、比灰铸铁大,力学性能高于灰铸铁而低于球墨铸铁,抗拉强度为300~500MPa,δ为1%~6%。
⑴气焊焊丝牌号为HS403,熔剂采用CJ201,用中性焰焊接,焊件焊前预热650℃,焊后所得焊缝蠕化率达60%~70%,基本组织为铁素体加珠光体,无渗碳体出现,最高硬度为230HBS,焊接接头的抗拉强度为370MPa,δ为1.7%,基本与母材相匹配。
⑵同质焊缝的电弧冷焊采用牌号为Z288钢芯蠕墨铸铁电弧冷焊焊条,焊芯材料H08A,外涂强石墨化药皮,并加入适量蠕墨化剂。