灰口鑄鐵的補焊工藝和操作技術

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一 . 前言：

灰口鑄鐵是鑄鐵中的一種，灰口鑄鐵的碳以片狀石墨的形式分布于鑄鐵基體中，斷面呈暗灰色，故稱灰口鑄鐵。由于片狀的石墨割裂了鑄鐵的基體組織，因此，灰口鑄鐵的抗拉強度低，缺乏塑性。灰口鑄鐵具有良好鑄造性和切割性能，同時由于灰口鑄鐵中石墨以片狀存在，它具有良好的耐磨性，抗震性和切削加工性并具有較高的抗壓強度，故在工業上運用極為廣泛。

灰口鑄鐵目前常以鑄件的形式運用于生産，由于鑄造工藝的特點，鑄件往往存在着各種不同程度的缺陷，在生産現場中也有許多因各種原因而損壞的鑄件。鑄鐵的焊接實際上就是對存有缺陷或者損壞的鑄件進行補焊。所以鑄件補焊具有很大的經濟意義。

二.灰口鑄鐵的焊接性能較差，在焊接時容易出現下列問題

1. 焊後産生白組織

在補焊灰口鑄鐵時，經常會在熔合區生成一層白口組織。産生白口組織的原因是：由于母材進縫區在焊接時受到高溫加熱，當受熱溫度860℃以上時，原來灰口鑄鐵中得遊離狀态的石墨開始部分也熔于鐵中，溫度越高，熔于鐵中的石墨也越多。當冷卻時，一般認為在30-100℃/s的急速冷卻條件下，熔于鐵中的碳來不及以石墨形式析出，而呈滲碳體出現，即所謂白口。另外。在焊接熔池中的石墨化元素碳，矽等不足也是産生白口的主要原因。一般在窄小的高溫度熔合區内，焊後很容易産生白口組織。白口組織硬而脆，使得焊縫在焊後難

以機械加工，甚至會導緻開裂。防止白口産生主要措施是适當調整填充金屬的化學成分和冷卻速度。改善焊縫技術的化學成分，增加石墨化元素的含量，可以在一定條件下防止焊縫金屬産生白口。例如氣焊用鑄鐵焊絲的碳，矽含量要比母材高（C3.0％－3.8％，Si3.6%-4.8%）特别是冷焊灰口鑄鐵時，焊絲中的含矽量可高達4.5％焊後緩冷和延長熔合區處于紅熱狀态的時間，使石墨充分析出，這是避免熔合區産生白口的主要工藝途徑。采取的具體措施是焊前預熱和焊後保溫。由于氣焊時冷卻速度較慢。因此。對于防止白口極為有力。

2. 焊接接頭出現裂紋

裂紋是焊接灰口鑄鐵的重要問題，灰口鑄鐵焊接接頭上的裂紋可能出現在焊縫金屬中，也可能在基本金屬即母材上。母材的裂紋一般出現近縫區，可能是縱向，橫向或斜向的。由于灰口鑄鐵塑性極差，幾乎不能發生任何塑性變形，而且強度又低，所以在焊接應力及鑄件本身應力（組織應力）的共同作用下，當局部應力大于強度極限時，就産生裂紋。嚴重時，會使焊縫金屬和母材分離，即焊縫從基本金屬上脫離下來，即所謂剝離。

如果焊縫強度較高而母材強度較低，或結合處産生白口時，由于白口鑄鐵收縮率（1.6％-2.％）比灰口鑄鐵收縮率（0.9％-1.8％）大，且塑性也差，故均産生剝離。焊縫金屬内的裂紋，一般常見的是橫向裂縫，有時也有縱向及斜向裂紋，在焊縫斷口處沒有高溫氧化時常見的藍顔色。裂紋生成時常發出清脆的金屬開裂聲。通常裂紋發生在熱态焊縫金屬的暗紅色消失後，即600℃以下，直到焊縫與焊件整體溫度均勻化之前。最容易發生裂紋的溫度在400℃以下，通常這種在熱應力和組織應力的共同作用下發生的裂紋稱為熱應力裂紋。