鑄鐵件是應(yīng)用舊的結(jié)構(gòu)材料,很多機(jī)械設(shè)備的部件是鑄鐵制成的,鑄鐵件的補(bǔ)焊維修仍然是經(jīng)常出現(xiàn)的問題。 1.鑄鐵件分類及典型材料

  鑄鐵件是應(yīng)用舊的結(jié)構(gòu)材料,很多機(jī)械設(shè)備的部件是鑄鐵制成的,鑄鐵件的補(bǔ)焊維修仍然是經(jīng)常出現(xiàn)的問題。

鑄鐵件的焊接修復(fù)選材及工藝講解(圖1)

  鑄鐵件是碳量在2%以上的鐵碳合金,一般含有硅、錳、硫、磷雜質(zhì),有時(shí)為了得到具有不同性能的鑄鐵而添加其他合金元素。根據(jù)鑄鐵中碳存在的狀態(tài)和形式,鑄鐵可分為灰鑄鐵、必一運(yùn)動(dòng)球墨鑄鐵、白鑄鐵、可鍛鑄鐵和球墨鑄鐵。

  1)焊接接頭容易產(chǎn)生白嘴和硬化組織。由于焊接金屬冷卻速度快,與型砂鑄鐵冷卻速度不同,部分鑄鐵母材熔化到焊縫中,焊縫碳含量增加,熱影響區(qū)半熔區(qū)和焊縫容易產(chǎn)生馬氏體硬化組織,母材容易產(chǎn)生白球組織等性能差的組織。

  在焊接化學(xué)成分為鑄鐵的情況下,必一運(yùn)動(dòng)應(yīng)采取適當(dāng)?shù)暮附忧邦A(yù)熱措施,減緩焊接冷卻速度,調(diào)整焊接化學(xué)成分,提高焊接石墨化能力,防止母碳轉(zhuǎn)化為焊接,從而產(chǎn)生馬氏體組織。鑄鐵在冷卻過程中是否能沉淀石墨主要取決于焊接化學(xué)成分和冷卻條件。

  2)鑄鐵焊接時(shí),焊接接頭易受冷熱和熱裂紋的影響。冷裂紋一般發(fā)生在400以下,這是鑄鐵的可塑性差異和焊接約束應(yīng)力的共同作用造成的。

  熱裂紋是由低熔點(diǎn)共晶和結(jié)晶過程中焊接應(yīng)力的作用引起的,與硫含量有關(guān),主要發(fā)生在使用鎳基和低碳鋼焊接材料的異質(zhì)焊接金屬中。

  鑄鐵件的焊接工藝一般分為熱焊、半熱焊和冷焊三種工藝,不同的焊接工藝使用不同的焊接材料。

  1)鑄鐵熱焊工藝將整個(gè)或部分鑄鐵零件預(yù)熱至600~700,焊接過程中保持溫度,焊接后用紅熱覆蓋石棉粉或其他保溫材料,緩慢冷卻,有利于石墨沉淀。熱焊方法的優(yōu)點(diǎn)是降低焊接與母材的溫差,降低焊接接頭的應(yīng)力水平,防止裂紋,避免白嘴和硬組織。

  2)鑄鐵半熱焊接工藝是將鑄鐵的全部或部分預(yù)熱至300~400,并在焊接過程中保持溫度。半熱焊接方法改善了施工條件,降低了焊接成本,但焊接抗裂性差。

  3)鑄鐵冷焊工藝一般在焊接前不預(yù)熱。如果環(huán)境溫度低或焊接約束大,焊接前可預(yù)熱100~150。鑄鐵冷焊通常需要特殊的焊接材料和必要的工藝措施。