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灰鑄鐵的常用焊接方法
2.1 焊縫為鑄鐵型的電弧冷焊
電弧冷焊的特點(diǎn)是焊前對被補(bǔ)焊的焊件不預(yù)熱。所以電弧冷焊有很多優(yōu)點(diǎn)，焊工勞動(dòng)條件好，補(bǔ)焊成本低，補(bǔ)焊過程短，補(bǔ)焊效率高。對于預(yù)熱很困難的大型鑄件或不能預(yù)熱的以加工面等情況更適于采用冷焊。所以冷焊是一個(gè)發(fā)展方向。
2.2鑄鐵型焊縫電弧冷焊的工藝要點(diǎn)
在冷焊條件下，為了防止焊接接頭上出現(xiàn)白口及淬硬組織，還應(yīng)從減慢焊接接頭的冷卻速度著手。為此應(yīng)采用大直徑焊條，大電流連續(xù)焊工藝。同質(zhì)焊縫時(shí)若采用小電流斷續(xù)焊工藝，由于冷卻速度快，焊縫易出現(xiàn)白口，焊縫易裂，切無法加工。但當(dāng)補(bǔ)焊缺陷面積小時(shí),因熔池體積過小，冷卻快，焊接接頭仍易出現(xiàn)白口。如果情況允許，可把缺陷面積適當(dāng)擴(kuò)大，則可消除白口。
焊接時(shí)，使用直流反接電源，進(jìn)行大電流、長弧、由中心向邊緣連續(xù)焊接。當(dāng)坡口焊滿后不要停弧，用電弧沿熔池邊緣靠近砂型移動(dòng)，使焊縫堆高，一般焊縫的高度要超出工件表面5-8mm。由于電弧熱通過上層焊縫傳入半熔化區(qū)，使其在紅熱狀態(tài)延續(xù)一段時(shí)間，不僅減慢冷卻速度，有利于石墨充分析出；并延長了焊縫上部半熔化區(qū)的存在時(shí)間，有利于焊縫中碳的擴(kuò)散，使白口組織減小或消除。此外，同質(zhì)焊縫冷焊時(shí)，焊后電弧應(yīng)立即覆蓋熔池，以保溫緩慢冷卻。
鑄鐵型焊條電弧冷焊較電弧熱焊工藝簡便，焊接成本交低，在補(bǔ)焊較大缺陷時(shí)，只要運(yùn)用工藝適當(dāng)，焊后焊縫的最高硬度不超過250HBS，加工性能好。當(dāng)補(bǔ)焊區(qū)的剛性較小時(shí)，由于焊縫能自由收縮，焊后一般不會(huì)產(chǎn)生裂紋，而且性能、顏色與母材一致。
但是，由于焊縫仍為灰鑄鐵組織，強(qiáng)度低、無塑性，所以采用大電流連續(xù)焊工藝，焊件局部受熱嚴(yán)重，故補(bǔ)焊大剛度缺陷時(shí)容易出現(xiàn)焊縫裂紋。但在補(bǔ)焊鋼度不大的中、大型缺陷時(shí)，可獲得滿意的效果。該法在機(jī)床廠及鑄造廠等中等厚度以上焊件的缺陷補(bǔ)焊上得到一定應(yīng)用。
2.3異質(zhì)焊縫的電弧冷焊
異質(zhì)焊縫又稱為非鑄鐵型焊縫。電弧冷焊是鑄鐵焊接中最常用的方法。因鑄件在焊接中不需要預(yù)熱，使焊接過程大大簡化，不僅降低了焊接成本，而且使焊接操作者的工作條件得到改善。此外，它還有適應(yīng)范圍廣，可進(jìn)行全位置焊接及焊接效率高等特點(diǎn)，所以異質(zhì)焊縫電弧冷焊是一種很有前途的焊接工藝方法。異質(zhì)（非鑄鐵型）焊縫的電弧
2.3.1冷焊工藝
要獲得好的焊接質(zhì)量，不僅要根據(jù)補(bǔ)焊要求來正確選擇焊接材料，而且要注意掌握焊接工藝要點(diǎn)。異質(zhì)焊縫的電弧冷焊工藝要點(diǎn)可歸納為四句話：準(zhǔn)備工作要做好，焊接電流適當(dāng)小，短段斷續(xù)分散焊，焊后立即小錘敲。
2.3.2焊前準(zhǔn)備
焊前準(zhǔn)備工作很重要，通常是指清除焊件缺陷處的油污等其它雜質(zhì)，正確觀察缺陷的情況（如裂紋的長度等）及將缺陷制成適當(dāng)?shù)钠驴冢詡浜附印?/span>
常用的鑄鐵清理方法有兩種，一種采用砂輪、鋼絲刷或扁鏟等工具的機(jī)械清理法；另一種是采用三氯乙烯、苛性鈉、汽油、丙酮等化學(xué)溶劑洗滌的化學(xué)方法。清除油污也可用火焰將鑄件分段加熱，加熱到不冒煙為止，否則焊縫易出現(xiàn)氣孔等缺陷。為防止產(chǎn)生過大的熱應(yīng)力，加熱溫度應(yīng)控制在400℃以下。
裂紋缺陷可用肉眼觀察，最好用放大鏡觀察，必要時(shí)還可借助水壓試驗(yàn)、滲煤油試驗(yàn)。為了防止在焊補(bǔ)過程中裂紋擴(kuò)散，應(yīng)在離裂紋端部3～5mm處鉆止裂孔（φ5～φ8mm）。當(dāng)鑄件厚度或缺陷深度大于5mm時(shí)應(yīng)開破口，破口表面應(yīng)盡可能平整。開破口的原則是，在保證順利施焊及焊接質(zhì)量的前提下盡量較少破口角度及母材的熔化量，以降低焊接應(yīng)力及焊縫中碳、硫量，防止裂紋發(fā)生。1/2 12下一頁尾頁
2.3.3冷焊工藝要點(diǎn)
當(dāng)采用與鑄鐵異質(zhì)的焊接材料進(jìn)行電弧冷焊時(shí)，在保證電弧穩(wěn)定及焊透情況下均采用合適的最小電流焊接。這是基于下列原因：
1）電流小，溶深小，鑄鐵中的碳、硫、磷等有害物質(zhì)可少進(jìn)入焊縫，有利于提高焊縫質(zhì)量。寒風(fēng)中硫、磷多了，易出現(xiàn)熱裂紋。焊縫中碳多，對高釩焊條、普通低碳鋼焊條及二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊第一層焊縫的有害作用特別明顯，這在前面以分析過了。
2）冷焊時(shí)，隨電流減小，在焊接速度不變的情況下減小了焊接熱輸入，不僅減小了焊接應(yīng)力，使焊接接頭出現(xiàn)裂紋的傾向減小，而且也減小了整個(gè)熱影響區(qū)寬度，其中包括減小了最易形成白口的半溶化區(qū)寬度，使白口層變得薄些。小直徑焊條更能采用小電流，故一般最好采用小直徑焊條。為了減少焊接熱輸入，以減低應(yīng)力及減少半溶化區(qū)寬度，應(yīng)適當(dāng)提高焊接速度，不作橫向擺動(dòng)。
異質(zhì)焊縫電弧冷焊時(shí)，故采用短段焊、斷續(xù)分散焊及焊后錘擊的冷焊工藝。焊縫越長，焊縫所承受的拉應(yīng)以越大，故采用短段焊有利于減低焊縫應(yīng)力狀態(tài)，減少焊縫發(fā)生裂紋的可能性。采用異質(zhì)材料進(jìn)行鑄鐵冷焊時(shí)，一般每次焊縫長度，薄壁件取10～20mm，厚壁件取30～40mm。焊后應(yīng)立即用小錘快速錘擊處于高溫而具有較高塑性的焊縫，以松弛補(bǔ)焊區(qū)應(yīng)力，防止裂紋的產(chǎn)生。為了盡量降低補(bǔ)焊處的溫度，減少應(yīng)力，易待焊件冷卻至不燙手時(shí)（50～60℃）再焊下一道焊縫，依此類推。為了避免被焊件局部過熱以增大焊接應(yīng)力，可采用分散焊法。
2.4厚大件多層焊的補(bǔ)焊工藝特點(diǎn)
當(dāng)被補(bǔ)焊的焊件較厚時(shí)，開坡口后坡口截面積很大，都要采用多層焊。由于多層焊時(shí)焊接應(yīng)力較大，較易發(fā)生剝離性裂紋，故應(yīng)進(jìn)一步采取如下工藝措施。
2.4.1合理安排多層焊焊接順序
一般情況下，可按上述冷焊工藝要點(diǎn)采用如圖6-7所示的焊接順序。若先在坡口面上覆蓋一層，再按圖6-7所示的焊接順序進(jìn)行焊接，抗剝離性裂紋效果更好些。
2.4.2必要是采用栽絲法
鑄鐵冷焊時(shí)，焊接熱影響區(qū)的白口區(qū)附近是最薄弱的環(huán)節(jié)，故多層焊接時(shí)，由于焊接接頭應(yīng)力較大，較易在該區(qū)發(fā)生剝離性裂紋。采用栽絲法（圖6-8）就是人為地使該區(qū)應(yīng)力的大部分由栽絲材料（低碳鋼）來承擔(dān)，從而防止剝離性裂紋的發(fā)生。焊接時(shí)，先繞螺釘施焊，再焊螺釘之間。必要時(shí)，為了減少焊接金屬量，減低收縮應(yīng)力，還可以在焊縫中間放入窄的低碳鋼板條，這樣做的另一個(gè)好處是提高焊接效率及節(jié)省焊條。栽絲法多用于承受較大工作應(yīng)力的厚大焊件（如大型機(jī)器器座等）的裂紋焊補(bǔ)。
2.5灰鑄鐵的焊接工藝
由灰鑄鐵的焊接性可知,灰鑄鐵在焊接中主要是容易產(chǎn)生白口組織和出現(xiàn)裂紋,故應(yīng)從防止上述缺陷入手,從多方面考慮來選擇焊接方法和制定合理的焊接工藝.
