灰鑄鐵的焊接性怎樣?如何改善?

發(fā)布時(shí)間: 2019-11-06作者：baile100瀏覽量：

灰鑄鐵的焊接性怎樣?如何改善?

答:灰鑄鐵焊接性的主要問(wèn)題是焊接接頭處易出現(xiàn)白口組織、淬硬組織與焊接裂紋。

(1)白口組織白口組織既可能在焊縫金屬上也可能在熱影響區(qū)上，這主要取決于所用的焊接材料和焊后的冷卻速度。當(dāng)采用鑄鐵型的焊接材料時(shí)，如果冷卻速度很快，則 Fe3C來(lái)不及分解析出石墨，便以滲碳體形態(tài)存在，即出現(xiàn)白口組織；當(dāng)采用非鑄鐵型焊條(如鋼、鎳、鎳鐵、鎳銅等)時(shí)，使焊縫與母材不同質(zhì)，焊縫上就不會(huì)出現(xiàn)白口組織。

當(dāng)焊縫與母材同質(zhì)時(shí)，若冷卻速度快，則焊縫與熔合區(qū) 樣，都會(huì)產(chǎn)生白口組織；當(dāng)焊縫與母材異質(zhì)時(shí)，如果冷卻速度仍然很快，則熔合區(qū)也會(huì)產(chǎn)生白口組織，只是隨著所用焊接材料的不同或焊接工藝的不同，白口出現(xiàn)的程度會(huì)有所差別。目前，采用純鎳焊條對(duì)鑄鐵冷焊時(shí)，可以使熔合區(qū)的白口組織減到最少。

防止白口組織的主要途徑是：

①減小焊接過(guò)程中和焊后的冷卻速度，焊前預(yù)熱。同質(zhì) 焊縫預(yù)熱至400~700℃,異質(zhì)焊縫通常是冷焊(按不預(yù)熱的熔焊工藝)和焊后緩冷，可完全避免或減少白口組織 ②利用石墨化元素，促使?jié)B碳體分解出石墨，以減少甚至消除白口組織，同時(shí)也可限制白口化元素的含量，見(jiàn)圖 5-1所示。主要是選用強(qiáng)石墨元素如Cu、Ni促進(jìn)石墨化作用，達(dá)到減少熔合區(qū)白口組織的目的

(2)淬硬組織當(dāng)焊縫為低碳或某些合金鋼材質(zhì)時(shí)，由于母材的熔入，使焊縫中的含碳量增加，同時(shí)在快速冷卻的條件下會(huì)產(chǎn)生硬度很高的高碳馬氏體組織，它和白口組織一樣會(huì)引發(fā)裂紋給切削加工帶來(lái)困難。防止和減少淬硬組織的途徑是降低冷卻速度及在采用鋼質(zhì)焊縫時(shí)，盡量避免因母材的熔化而惡化焊縫.

(3)焊接裂紋鑄鐵焊接時(shí)很容易產(chǎn)生裂紋。主要是冷裂紋，其次是熱裂紋。

1)冷裂紋般在400℃C以下，多發(fā)生在焊縫和熱影響區(qū)上，產(chǎn)生的主要原因是：

①焊件上受到不均勻的加熱和冷卻，產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力及收縮應(yīng)力。焊件上溫差越大，這種應(yīng)力也越大。灰鑄鐵強(qiáng)度低、無(wú)塑性。

②白口組織及淬硬傾向，無(wú)塑性能力，引發(fā)裂紋。

③3取決于焊縫金屬的塑性及焊接工藝的合理程度。
熱影響區(qū)上的冷裂紋主要產(chǎn)生在電弧冷焊灰鑄鐵時(shí)，在半熔化區(qū)快速冷卻時(shí)容易產(chǎn)生滲碳體及馬氏體脆硬組織，當(dāng)焊接應(yīng)力超過(guò)它們的強(qiáng)度時(shí)就產(chǎn)生裂紋。

除上述因素易引起焊接冷裂紋外，當(dāng)焊縫較長(zhǎng)、焊補(bǔ)體積或面積過(guò)大，以及焊補(bǔ)部位剛性過(guò)強(qiáng)或局部預(yù)熱造成溫差過(guò)大時(shí)，均會(huì)產(chǎn)生冷裂紋。

2)熱裂紋熱裂紋主要出現(xiàn)在焊縫上。鑄鐵型焊縫對(duì) 熱裂紋不敏感，因?yàn)楹缚p高溫時(shí)石墨析出，使體積增加，有助于減低焊接應(yīng)力。在非鑄鐵型焊縫中，用碳鋼焊條焊接灰鑄鐵的第一層焊縫最容易發(fā)生熱裂紋，用鎳基焊條焊接灰鑄鐵時(shí)也有一定熱裂傾向。

防止熱裂紋的主要途徑在于冶金處理及焊接工藝兩個(gè)方面。在冶金方法上是通過(guò)調(diào)整焊縫化學(xué)成分，使其脆性溫度區(qū)縮小，增強(qiáng)脫硫、去磷能力，減少低熔點(diǎn)共晶物質(zhì)和晶粒細(xì)化等。在焊接工藝上主要是降低焊接應(yīng)力，盡可能減小熔合比等。

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