铸铁焊接(weld of cast iron)

焊接方法视铸件的材质、大小、厚薄、复杂程度、缺陷类型和尺寸，以及切削加工和技术要求等来选择不同焊接方法。并按不同的焊接要求作焊前准备，如清除油污及夹砂、开坡口或预热等。焊接方法有气焊、钎焊、手工电弧焊、手工电渣焊。其中气焊分为热焊法、加热减应区法、不预热气焊;手工电弧焊分为冷焊、半热焊、不预热焊和热焊。

焊条选择一般根据焊后技术要求来选择焊条。灰口铸铁非加工冷焊法可用氧化型钢芯铸铁焊条(中国牌号Z100)、铁粉型钢芯铸铁焊条(中国牌号Zll2Fe)和低碳钢焊条(中国牌号J422、J506等);加热400℃以上的热焊，可用钢芯石墨化铸铁焊条(中国牌号Z208);加工面不预热的，可用铸铁芯铸铁焊条(中国牌号Z248);要求可加工、抗裂但强度不高又可冷焊的，可采用铜镍焊条(中国牌号Z508);要求抗裂性好、加工性差、强度较低的，可用铜铁铸铁焊条(中国牌号Z607、Z612);重要铸件要求可加工的，可用纯镍铸铁焊条(中国牌号Z116、z117);高强度灰口铸铁、球墨铸铁可冷焊的，可用铁镍铸铁焊条(中国牌号Z408)和钢927芯石墨球化通用铸铁焊条(中国牌号Z268);球墨铸铁加热焊时，可用钢芯球墨铸铁焊条(中国牌号Z238);薄壁铸件可用钢芯石墨球化通用铸铁焊条(中国牌号Z268和Z607、Z612)Z268可加工。还有焊接新材料CaO-BaO一caF2渣系钢芯石墨化焊条，利用贝氏体和马氏体两次相变应力松弛效应来提高抗裂性能。中国Z238SnCu焊条，力学性能高，白口倾向小，抗裂性好，可用于球墨铸铁件。焊接缺陷及其防止白口焊接时，在焊缝及熔合区产生白口，其原因是焊缝冷却速度快，同质焊条的焊缝石墨化元素不足或存在阻碍石墨化元素。防止白口的办法是:增强同质焊条的石墨化能力，同时减慢800 ℃以上时的冷却速度;根据不同铸件壁厚可预热400~700 ℃，以防止白口;采用镍基、铜基、高钒钢等异质焊条和其他措施或钎焊也都可以防止产生白口。

热应力裂纹当焊接应 ℃力超过铸铁强度时，沿焊补区的薄弱处、熔合区或热影响区开裂，使焊缝剥离。防止这种裂纹，主要从减小应力着手:(1)采用热焊法，焊前把铸件预热到600~700℃，焊接过程保持在4()0℃以上。(2)采用加热减应区法，正确选择加热位置和方法将铸件加热，使原裂纹间隙张大，然后焊补。(3)正确运用电弧冷焊，改变焊缝的化学成分和合金系统，使焊缝具有较好的塑性和较低的硬度，同时采用短焊道锤击焊缝以及控制焊补区的温升等工艺措施。

热裂纹热裂纹总是与焊缝鱼鳞纹垂直，有纵向、斜向和横向。产生的主要原因是焊缝金属中碳、硫、磷及硅等元素含量增高。高钒铸铁焊条因钒与碳充分结合，不易产生热裂纹，焊缝金属在高温时的低塑性区间停留过长，窄而深的熔池都易引起热裂纹。防止办法有:首先是提高焊条的抗热裂性能，如增强药皮碱度，降低硫、磷含量，适当加入稀土、锰铁等脱硫能力强的物质，选择碱性低氢焊条。其次是采用较小电流以减少熔深，把焊缝位置倾斜，采用半立焊和立焊，加快焊接速度，焊条不横向移动，使坡口底部为圆弧形、避免尖角，收弧时填满弧坑等。

1、根据铸铁焊接产品图及技术条件、产品的批量及需用日期，结合工厂实际条件选择铸造方法。

2、绘出铸铁焊接各视图上的加工余量及不铸孔、沟槽等工艺符号。

3、铸铁焊接绘出浇注系统、冒口的位置、形状、尺寸和数量，同铸试样的形状、位置和尺寸。

4、铸铁焊接标出与分型面垂直壁的起模斜度。

5、标出铸铁焊接浇注位置和分型面。

6、绘出砂芯形状、砂芯分块线(包括分芯负数)、芯头间隙、压紧环和防压环、积砂槽，标出有关尺寸和砂芯负，必要时设计芯骨形状、尺寸和吃砂量。

7、分析铸件的结构工艺性，判断缺陷倾向，提出结构改进意见和确定铸铁焊接凝固原则。

8、模样的分型负数，分模面及活块形状，反变形量的大小和位置、形状、非加工壁厚的负余量，工艺补正量的加设位置和尺寸等。

9、冷铁和铸筋的位置、形状、尺寸和数量，固定组合方法及冷铁留缝大小等。

电弧的长度与焊条涂料种类和药皮厚度有关系。但都应尽可能采取短弧，特别是低氢焊条。电弧长可能造成气孔。短弧可避免大气中的O2、N2等有害气体侵入焊缝金属，形成氧化物等不良杂质而影响焊缝质量。

适宜的焊接速度是以焊条直径、涂料类型、焊接电流、被焊接物的热容量、结构开头等条件有其相应变化，不能作出标准的规定。保持适宜的焊接速度，熔渣能很好的覆盖着熔潭。使熔潭内的各种杂质和气体有充分浮出时间，避免形成焊缝的夹渣和气孔。在焊接时如运棒速度太快，焊接部位冷却时，收缩应力会增大，使焊缝产生裂缝。

焊丝的选择要根据被焊钢材种类、焊接部件的质量要求、焊接施工条件(板厚、坡口形状、焊接位置、焊接条件、焊后热处理及焊接操作等待)、成本等综合考虑。

焊丝选用要考虑的顺序如下:

①根据被焊结构的钢种选择焊丝 对于碳钢及低合金高强钢，主要是按"等强匹配"的原则，选择满足力学性能要求的焊丝。对于耐热钢和耐候钢，主要是侧重考虑焊缝金属与母材化学成分的一致相似，以满足耐热性和耐腐蚀性等方面的要求。

②根据被焊部件的质量要求(特别是冲击韧性)选择焊丝 与焊接条件、坡口形状、保护气体混合比等工艺条件有关，要在确保焊接接头性能的前提下，选择达到最大焊接效率及降低焊接成本的焊接材料。

③根据现场焊接位置对应于被焊工件的板厚选择所使用的焊丝直径，确定所使用的电流值，参考各生产厂的产品介绍资料及使用经验，选择适合于焊接位置及使用电流的焊丝牌号。

焊接工艺性能包括电弧稳定性、飞溅颗粒大小及数量、脱渣性、焊缝外观与形状等。对于碳钢及低合金钢的焊接(特别是半自动焊)，主要是根据焊接工艺性能来选择焊接方法及焊接材料。