一、鑄鐵的焊接性:
鑄鐵的焊接性較差(鑄鐵含碳量高,含S、P等雜質較多,強度低,塑性差),原因:
①焊接接頭易產生白口組織——C.Si的大量燒損;冷卻速度大,不利於G析出;
②易產生焊接裂紋——鑄鐵為脆性材料,易產生白口和淬硬組織,在焊接應力作用下產生裂紋;
③易產生氣孔和夾渣——C.Si氧化,形成CO氣體和硅酸鹽熔渣。
二、鑄鐵焊接的應用——鑄鐵的焊接性差,不宜作為焊接結構材料,可對鑄鐵件進行焊補修復。
(1)鑄造缺陷的焊補;
(2)已損壞的鑄鐵成品件的焊補;
(3)零件的生產——即把鑄鐵件(主要為球墨鑄鐵件)與鋼件或其他金屬件焊接成零部件。
三、鑄鐵的焊補方法:
鑄鐵件的焊補方法通常採用氣焊和手工電弧焊,要求不高時也可採用釺焊,按焊前工件是否預熱,分為熱焊法和冷焊法。
(1)熱焊法:即將工件整體或局部預熱到600~700℃,然後進行焊接,焊后緩慢冷卻或進行去應力退火的方法。
1)焊接方法:常採用氣焊和手工電弧焊,其中氣焊較方便;
2)焊接材料:手工電弧焊時,採用鑄鐵芯鑄鐵焊條(如Z248)或鋼芯石墨化鑄鐵焊條(如Z208);氣焊時,採用鑄鐵焊絲(高硅)和氣劑201或硼砂熔劑(去除氧化物)
3)焊接特點:
①可有效地防止白口、淬硬組織及裂紋,接頭切削加工性好。
②需加熱設備,成本高、生產效率低、勞動條件差。
4)一般用於小型、中等厚度(大於10mm)的鑄鐵件和焊接后需要加工的複雜、重要的鑄鐵件,如汽車的汽缸、機床導軌等。
(2)冷焊法:即焊前不預熱或只進行400℃以下的低溫預熱的焊接方法:
1)焊接方法:氣焊和手工電弧焊,對於小型薄壁鑄件常用氣焊,對於大型厚壁鑄件,一般採用手工電弧焊。
2)焊接材料及焊接工藝:
①焊接材料:冷焊焊條分為兩大類:一類為同質型焊條,即焊縫金屬為鑄鐵型,如Z208、Z248另一類為異質型焊條,即焊縫金屬為非鑄鐵型,如鎳基鑄鐵焊條(Z308、Z408)、高釩鑄鐵焊條(Z116、Z117)及銅基鑄鐵焊條(Z607)等。
②焊接工藝:
採用同質型焊條焊補時,工藝上要求採用大電流,連續焊,控制焊后冷卻速度,焊補處可得鑄鐵組織。在剛度不大的部位焊補,一般不會產生裂紋。
特點:價格低廉,並且焊縫與被焊金屬顏色一致。
應用:適合於大型鑄鐵件,大缺陷的焊補。
採用異質型焊條焊補時,工藝要求採用小電流,短弧焊,斷續焊、分散焊,焊后立即錘擊焊縫,以鬆弛焊接應力。
特點:焊縫金屬塑性好,裂紋傾向小。
應用:多用於小型鑄鐵件、小缺陷的焊補。
3)特點:
冷焊法操作簡便,勞動條件好,生產率高,但焊補質量不如熱焊法,焊接切削加工性較差(但用鎳基鑄鐵焊條焊補,焊后可進行機械加工)。
4)應用:
冷焊法主要用於焊補要求不高的鑄件及非加工表面和怕高溫預熱引起變形的工件。