灰口铸铁的补焊工艺
灰铸铁气焊的焊补工艺
灰铸铁气焊的焊补工艺。
用氧乙炔焰焊补灰铸铁有一系列优点：由于气体火焰的温度比电弧低，热量不集中，加热速度缓慢，焊前可利用气体火焰对铸件进行预热，焊后可利用气体火焰对焊补区继续加热，使其缓慢冷却，因此可有效地防止白口、淬硬组织和裂纹的产生。
因此，气焊目前仍是焊补灰铸铁的主要方法之一。
⑴焊丝及熔剂气焊灰铸铁用焊丝型号为RZC-1、RZC-2，其化学成分，见表35。
表35 气焊灰铸铁用焊丝化学成分（质量分数）（%）型号 C Si Mn S P FeRZC-1 3.20～3.502.70～3.000.60～0.75≤0.100.50～0.75余量RZC-2 3.50～4.503.00～3.800.30～0.80≤0.50气焊熔剂（气焊粉）的作用是去除熔池表面的高熔点SiO2（1713℃），牌号为CJ201，主要成分是脱水硼砂和苏打。
⑵焊炬及焊嘴宜选用功率较大的大、中号焊炬。
铸件壁厚20mm以下者，可选用ф2mm孔径的焊嘴；壁厚20mm 以上都，可选用ф3mm孔径的焊嘴。
⑶焊补工艺1）用中性焰进行焊补。
先将母材加热至熔化温度，将焊丝煨热，蘸上熔剂送入熔池。
2）火焰的焰心距熔池表面10mm左右，施焊过程中，应使火焰始终盖住熔池，以加强保护。
3）焊接开始时可用焊丝括去缺陷，挖出坡口。
焊接过程中将焊丝端头插入熔池底部，进行摩擦、搅动，使气体能从熔池中充分逸出，防止产生气孔。
4）焊后应使焊缝高出母材表面2～3mm，与母材保持平滑过渡，焊后继续用气体火焰加热焊补区，使接头缓慢冷却。
中强度HT20-40灰口铸铁的补焊工艺
中强度HT20-40灰口铸铁的补焊工艺采用灰口铸件HT20-40的补焊工艺方法，可有效地防止裂纹的产生，使焊缝有一定的塑性和强度，并有较好的机加工性和抗裂性。
铸铁的焊接，主要应用于铸件的补焊。
灰口铸铁补焊时，容易产生白口，以及出现裂纹等问题。
当焊缝强度较高而母材强度较低时，容易产生剥离。
尤其对于大面积的裂纹补焊是不容易获得成功的。
因此在制定补焊工艺时，对铸件的缺陷要进行具体分析，尽量减小熔合比，调整热影响区，松驰焊接应力，才能使大面积的裂纹补焊获得成功。
下面主要介绍HT20-40灰口铸铁的补焊工艺，并作理论探讨。
1 材料及焊前准备某一产品的缸体，材料为HT20-40灰口铸铁，厚度为18 mm。
裂纹程度：且横、纵向交错，有穿透和未穿透的。
(1) 钻止裂孔：在距离裂纹末端2～3 mm处钻一个直径为6～8 mm的止裂孔。
对穿透性裂纹，止裂孔要打透；对非穿透性裂纹，止裂孔要比裂纹深2～3 mm。
(2) 开坡口：采用机械方法，在裂纹开裂部位刨出坡口。
对穿透性裂纹，开坡口时要排除裂纹，坡口底部呈园弧状，坡口尺寸见图1所示。
图1 焊缝坡口形式(3) 焊前清理：将坡口周围的油污，铁锈等脏物清除干净，直到露出光泽为止。
2 补焊工艺(1) 将工件倾斜放置，使焊缝处于上坡焊或半立焊，以减小熔合比。
(2) 焊前将坡口周围预热，温度为200～250 ℃，以缩小焊缝与工件的温差。
(3) 焊条选用铸308，直径D3.2 mm和4 mm。
焊前应将焊条经150 ℃左右烘焙2 h。
(4) 第1、2、3层焊道施焊时选用D3.2 mm焊条，电流为90～100 A。
后两层焊道，选用D4 mm焊条，电流130～160A。
采用直流正接。
(5) 每层焊后清熔渣。
(6) 焊后，在焊接区周围200 mm范围内，加热到300～350 ℃，保温30 min，用石棉粉复盖使之缓冷。
(7) 焊接注意事项为：①在坡口两侧为减小熔深，可采取快速不摆动焊。
而焊缝中间可稍作摆动，但摆动幅度要小。
Z308镍基焊条冷补灰口铸铁件焊接工艺
Z308镍基焊条冷补灰口铸铁件焊接工艺摘要：采用镍基焊条（Z308），以冷焊工艺对灰铸铁的焊接，获得高质量的焊缝。
本文阐述了灰口铸铁焊接特性以及铸铁焊接缺陷及预防，探讨了冷补焊工艺的有关内容，以供参考。
关键词：镍基焊条（Z308）；铸铁冷焊；补焊工艺1前言铸铁是含碳量大于2.11%（常用为2.5%-4%）的铁碳合金，其中还含有锰、硅元素及硫、磷杂质。
有时还加入其它元素，以获得具有特殊性能的合金铸铁。
铸铁目前常以铸件的形式应用于生产，由于铸铁含碳量较高，焊接性很差，而且铸铁的焊接主要是对存有铸造缺陷或者损坏的铸铁件进行补焊，所以补焊比较困难。
铸铁件焊接过程中的冷却速度要比铸造时快的多，因此在焊接时，焊缝及半熔化区（熔合线附近区域）将会产生大量的渗碳体，基本上属于白口铸铁组织，严重时可使整个补焊焊缝完全脱落。
若用低碳钢焊条补焊铸铁，焊缝呈高碳钢成分，在冷却时将产生高硬度的马氏体组织。
热影响区中，温度在800-1150℃的区域，高温下是奥氏体加石墨组织，在冷却过程中会析出二次渗碳体、珠光体或马氏体，也使该区域的硬度和脆性增高，这给焊后机械加工带来很大的困难。
灰口铸铁，碳几乎全部以片状石墨存在于铸铁中。
焊接时，在焊接应力的作用下，很容易在铸件的热影响区产生“热应力裂纹”，此裂纹多为横向裂纹。
2分析灰口铸铁焊接特性灰口铸铁在化学成分上的特性是碳含量高及硫、磷杂质高，其成分为C:2.7～3.5%，Si:1～2.7%，Mn:0.5～1.2%，P＜0.3%，S＜0.15%。
这就增大了焊接接头对冷却速度变化的敏感性及对冷、热裂纹敏感性，在机械性能上的特性是强度低，基本无塑性。
这两方面的特点，结合焊接过程具有冷却速度快及因焊件受热不均匀而形成焊接应力较大的特殊性，决定了铸铁焊接性不良，主要表现在：一方面焊接接头易出现白口及淬硬组织，另一方面焊接接头易出现裂纹。
3铸铁焊接缺陷及预防3.1白口组织及预防白口组织产生的原因主要是焊后冷却速度太快和石墨化元素不足。
灰铸铁件裂纹焊补工艺流程
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灰口铸铁补焊技术的探究综述
专科毕业设计（论文）设计题目：灰口铸铁补焊技术的探究系部：船舶与港口工程系专业：焊接技术及自动化班级：焊接XXXXXX 姓名： XXX 学号： XXXXX指导教师： XX 职称： XXX2012年6月目录目录 (I)摘要 (II)Abstract (III)1 引言 (1)2 铸铁的分类及其特点 (1)3 灰铸铁的焊接性 (3)3.1 焊接接头的白口及淬硬组织 (3)3.2 焊接接头裂纹 (5)4 灰铸铁的补焊接工艺 (8)4.1 同质焊缝的焊条电弧焊 (8)4.2 异质焊缝的电弧冷焊 (12)5 铸铁件补焊实例 (15)5.1 煤气发生炉的补焊 (15)5.2 机车摇臂补焊 (16)结论 (18)致谢 (19)参考文献 (20)摘要在工业生产中，由于铸铁的性能以及其生产成本低廉，因此在重型机械的零部件铸造中得到广泛的应用。
本文主要鉴于铸铁零部件在生产现场的使用过程中不可避免的会出现局部损坏或者断裂，考虑到经济效益，为节省更换零件的时间，只能采用补焊技术对损坏的铸铁零件进行修复，从而在分析灰口铸铁焊接性和特点的基础上，对灰口铸铁材料的补焊工艺和具体操作技术和方法给予较为详细的介绍，并且通过对某些铸铁工件的修补为实例，对焊工在对铸铁现场施焊技术的提高有非常大的参考价值。
关键词：铸铁零件；补焊工艺；修复。
AbstractIn industrial production, because of the performance and low production costs, the cast iron has been widely used in heavy machinery parts casting. This thesis is mainly in view of the inevitable partial damage or fracture that the cast iron parts will bring in the process of using in the production site. Considering the economic benefits, in order to save the time of replacement parts, we can only use welding technology to repair the damaged cast iron parts, which gives a more detailed introduction to the gray welding technology of cast iron materials and the operating techniques and methods on the basis of the analysis of gray cast iron welding properties and characteristics. Besides, taking the repair of some of the cast iron workpiece as examples provides valuable insight for welder to the improve the welding technology in cast iron field.Key words:Cast iron parts；Welding process；Repaired1 引言铸铁是碳当量大于2%的铁碳合金，工业铸铁的碳当量在2%～4%，铸铁中除了铁和碳以外，含有Si、Mn、P、S等元素，这些元素含量都比碳钢高，在某些特殊用途的合金铸铁中，根据需要还加入Cu、Mg、Ni、Mo、或者Al等合金元素。
灰口铸铁焊接方法及工艺
灰口铸铁焊接方法及工艺
铸铁焊接是在用铸铁件制成零件或铸铁零件之间引出局部接合并加以固
定的一种工艺过程。
它具有结构简单、施工性好、强度高、抗腐蚀性能好等
优点，是制造机械部件基本的一种连接工艺。
铸铁焊接的方法可以分为电焊法、汽焊法和填充焊法。
电焊法是指用电焊机将铸铁的两个部件电连接在一起，并在中部打上改口，使两部分紧固在一起。
该方法用金属电极材料制成的电极可以对现场施
工中常见的钢制、铸铁件均有效。
汽焊法是指采用燃气热焊熔把两部分焊接在一起，该方法应用较广泛，
有点焊接和滴焊两种方法，点焊采用汽焊钢焊辊，滴焊采用汽焊钢丝锁焊接，可以进行大规模的焊接作业。
填充焊法是指在两部分之间滴入填充金属，然后用汽焊气焊接，以使金
属的两部分紧密贴合在一起。
填充焊法适用于大规模的焊缝，也可以用来
将形状较复杂的钢铸件紧固在一起。
铸铁焊接关键是操作技术，要求操作者在施工前要做好准备，并严格按
照焊接工艺准则规范操作，以确保焊接成功。
因此，铸铁焊接技术应用非常
普遍，也是最重要的连接方法之一。
灰口铸铁的补焊工艺和操作技术
铸铁的焊接性能较差，在焊接时容易出现下列问题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。
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。
灰铸铁件补焊工艺规范
灰铸铁补焊工艺规范
1 目的
为规范灰铸铁件的补焊工艺，特制定规范。
2 适用范围
本规范适用于灰铸铁如汽缸、轴承箱、隔板等的手工电弧焊补焊，其他灰铸铁件的补焊可参照执行。
3 总则
3.1 对于灰铸铁件的缺陷，凡能采取一定技术措施、确保补焊后质量能满足其使用强度和特定使用要求的，允许补焊；对于缺陷严重、补焊后难以保证质量的，则不允许补焊。
3.2 图样、技术文件或用户对补焊有特殊要求的，应按其要求执行。
3.3 灰铸铁件的补焊应由经过考试合格的焊工担任。
4 引用标准
JB/T963《汽轮机铸铁件技术条件》；
5 缺陷的去除
5.1 对于灰铸铁需要补焊的缺陷，首先应由检查人员用色笔清晰地圈出。
缺陷清除完后，经检查人员确认后，方可进行补焊。
5.2 去除缺陷可用机械加工，铲凿和磨削等方法。
凡属于裂纹性质的缺陷，要先在裂纹两端前10mm处钻出Φ8～Φ12的止裂孔，然后去除裂纹。
5.3 裂纹去除后，应进行磁粉检验或着色检验，确认裂纹已除尽。
6 补焊坡口制备
6.1 在保证补焊质量和操作方便的情况下，补焊坡口应尽量小，以减少补焊工作量。
6.2 坡口的形状不应有急剧变化，坡口面应平整，底部平缓，不允。
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灰口铸铁的补焊工艺
摘要:采用灰口铸件的补焊工艺方法，可有效地防止裂纹的产生，使焊缝有一定的塑性和强度，并有较好的机加工性和抗裂性。
关键词:灰口铸铁；补焊；熔合比；焊接工艺；热影响区
铸铁的焊接，主要应用于铸件的补焊。
灰口铸铁补焊时，容易产生白口〔1，2〕，以及出现裂纹等问题。
当焊缝强度较高而母材强度较低时，容易产生剥离。
尤其对于大面积的裂纹补焊是不容易获得成功的。
因此在制定补焊工艺时，对铸件的缺陷要进行具体分析，尽量减小熔合比，调整热影响区，松驰焊接应力〔3〕，才能使大面积的裂纹补焊获得成功。
下面主要介绍HT20-40灰口铸铁的补焊工艺，并作理论探讨。
1 材料及焊前准备
某一产品的缸体，材料为HT20-40灰口铸铁，厚度为18 mm。
裂纹程度：且横、纵向交错，有穿透和未穿透的。
(1) 钻止裂孔：在距离裂纹末端2～3 mm处钻一个直径为6～8 mm的止裂孔。
对穿透性裂纹，止裂孔要打透；对非穿透性裂纹，止裂孔要比裂纹深2～3 mm。
(2) 开坡口：采用机械方法，在裂纹开裂部位刨出坡口。
对穿透性裂纹，开坡口时要排除裂纹，坡口底部呈园弧状。
(3) 焊前清理：将坡口周围的油污，铁锈等脏物清除干净，直到露出光泽为止。
2 补焊工艺
(1) 将工件倾斜放置，使焊缝处于上坡焊或半立焊，以减小熔合比。
(2) 焊前将坡口周围预热，温度为200～250 ℃，以缩小焊缝与工件的温差。
(3) 焊条选用铸308，直径D3.2 mm和4 mm。
焊前应将焊条经150 ℃左右烘焙2 h。
(4) 第1、2、3层焊道施焊时选用D3.2 mm焊条，电流为90～100 A。
后两层焊道，选用D4 mm焊条，电流130～160A。
采用直流正接。
(5) 每层焊后清熔渣。
(6) 焊后，在焊接区周围200 mm范围内，加热到300～350 ℃，保温30 min，用石棉粉复盖使之缓冷。
(7) 焊接注意事项为：①在坡口两侧为减小熔深，可采取快速不摆动焊。
而焊缝中间可稍作摆动，但摆动幅度要小。
②补焊工件较厚时，坡口截面较大，采用多层多道焊。
焊缝截面较大，产生的收缩应力很强，容易形成焊缝剥离。
故采用合理的焊接顺序(1、2、3……)如图2所示。
③采用短段焊、断续焊、分散焊、逐步退焊法。
短段焊，即每段长约10～40 mm。
断续焊，即焊一段后停留片刻，待工件冷到50～60 ℃时再焊下一道焊缝，以防止热量集中。
分散焊，在一个部位焊一段后再到另一部位焊接，以减少温差，降低应力。
逐步退焊法，它与连续焊相比，可使焊缝的拉应力峰值有很大减低，故有利于防止焊缝裂纹的产生。
④锤击焊缝。
锤击焊缝时温度应在400 ℃以上进行，用小圆头锤击焊缝，使焊缝金属延展，松驰焊补区的应力。
焊接第一层和最后一层不要锤击。
采用以上工艺补焊后，经焊缝质量检查，成形良好，没有发现裂纹及渗漏现象，达到了质量要求。
3 讨论
(1) 选用纯镍的铸308焊条。
有较好的抗裂性和切削加工性。
镍是扩大奥氏体区的元素，当铁镍合金中镍量大于30%时，合金凝固后一直到室温都保持硬度较低、塑性较好的奥氏体组织，不发生相变。
它也是非碳化物形成元素，不会与碳形成高硬度的碳化物。
而且以镍为主要成分的奥氏体，能溶解较多的碳。
纯镍在1300 ℃时可溶解2%的碳。
温度下降后，少量碳由于过饱和而析出细小的石墨，故焊缝有一定的塑性和强度，且硬度较低。
镍又促使石墨化形成元素。
液态时镍的扩散能力较强，可扩散到半熔化区，对减弱半熔化区的白口宽度起到作用。
所以采用纯镍焊条焊接，白口区宽度最小(根据有关资料介绍可减少至0.05 mm)呈断续分布，机加工性能和抗裂性能均较好。
(2) 控制熔合比。
将工件倾斜成上坡焊和坡口底部开成圆弧形都是为了减小熔合比。
减小熔合比，可减小母材中的碳、硫等有害元素进入焊缝。
硫是促进形成热裂纹的有害元素。
如果碳含量多，可使马氏体量也相对增多，冷裂敏感性增大。
所以减小熔合比，有利于提高焊缝质量。
(3) 选用小直径焊条，小电流、快速焊。
小规范焊接，其优越性有3条。
第一，可使熔池小，熔深浅，减少母材中碳和硫等有害元素进入焊缝。
第二，焊接规范小，其线能量也小，降低了焊接应力，使焊接区出现裂纹的倾向减小。
第三，可缩小热影响区宽度；其中包括最易形成白口的半熔化区宽度，使白口层变薄，提高接头性能。
(4) 合理锤击焊缝，是减少焊接应力的有效措施。
锤击焊缝使焊缝金属延展，松驰焊接应力。
但需注意：第一层因焊肉较薄不宜锤击。
最后一层也不要锤击，以防止冷作硬化。
其他各层均要锤击，锤击时温度在400 ℃以上进行，效果较好。
(5) 调整焊接热输入。
采用短段焊、分散焊、断续焊、多层多道焊，其目的是为防止局部金属过热，避免因热应力而诱发裂纹的产生。
多层多道焊时，采用合理的焊接顺序。
其原因之一，也是为了分散热量。
关键是在坡口两侧与母材交界的那一层焊道上。
要严格控制电流，运条要快，必须使焊缝与母材熔合良好。
中间的焊道，因为使用纯镍焊条，其焊缝金属的塑性会较好。
采取了合理的焊接顺序，并配合锤击焊缝，这样就能有效地防止半熔化区的“焊缝剥离”。
(6) 焊前预热，焊后热处理及缓冷措施，能使工件与焊缝的温差缩小，减慢冷却速度，防止热影响区产生淬硬组织，并可有效地防止裂纹的产生。
通过对HT20-40灰口铸铁的补焊，结果证明：选定的工艺方案是正确可行的。
只有采用小规范焊接，减小熔合比，合理锤击焊缝，调整焊接热的输入，可避免因热应力诱发裂纹的产生。
正确的焊前预热，焊后热处理，可避免接头产生淬硬组织，并有效防止裂纹的产生。
CrMo铸铁焊接
一般的CrMo铸铁堆高10MM，应该不会出现裂纹的。
出现裂纹分析：
1）焊接部位与模具母材结合处出现裂纹。
原因：焊接电流过大，焊材选用不当，与焊接母
材材质差异较大，
解决：选择适合CrMO铸铁的焊条焊接，焊接时小电流焊接，减少对模具母材的
线性能输入。
2）焊接部位表面出现均匀的细小裂纹。
裂纹成纵向分布。
原因：焊接时，没有敲击或者敲
击不够，焊接部位存留焊接应力。
解决：焊接后，敲击消除焊接应力。
3）焊道的接头或者收尾部位出现裂纹。
原因：焊接顺序不对，焊条使用前没有烘干也会造
成收弧处裂纹。
解决：采用多层多道焊的工艺，进行焊接。
焊条使用前应按照要求进行烘干。
4）关于焊材的选择：可以选择台湾产的45号焊条，德国CARBO-2M、日本东海的TM-2000B
等合金铸铁专用焊条堆焊，效果会更好。
简要说明：汽车模具型面堆焊用，试用钢材，FC300,FCD550,GM241
细介绍：
品名：CARBOWELD-2M
规格：∮2.5*350mm∮3.2*350mm∮4.0*350mm
产地：德国
品牌：CARBOWELD （卡博）
用途：合金铸铁、高强度铸铁的堆焊用焊条（GM241、GGG-70、FCD600、QT-700）
成分：C 、Mn 、Si 、Ni 、Cr、Mo 及特殊元素
焊接工艺：焊条使用前200-350度烘干30-60分钟。
小电流焊接，焊后敲击消除焊接应力，三层以上的堆焊时，采用多层多道法焊接，以使母材受热均匀，热应力和冷却面平衡。
硬度: HRC 46-52
焊接电流：∮2.6 / 60-80 A ∮3.2 / 80-120 A ∮4.0 / 110-140 A。