灰铸铁焊接毕业论文

题 目：灰铸铁的焊接性及焊接工艺研究学生姓名：系 别：专业年级：

指导教师：

吕业东 材料工程系

焊接技术及自动化10级 徐阳

2013年3月4日

摘要

灰铸铁有良好的铸造性能、良好的减振性、良好的耐磨性能、良好的切削加工 性能、低

的缺口敏感性。在工业使用是很广泛的，研究灰铸铁的焊接可以产生巨大的效 、人 益0 由于条件，在这里主要给出了灰铸铁的性能、灰铸铁的焊接性其缺陷及防 治、灰铸

铁同质焊缝的熔焊、以及异质焊材焊接灰铸铁。最后又论述了灰铸铁带轮轮 辐及空气压缩机外壳裂纹的补焊以帮助大家更好的理解灰铸铁的焊接。

关键字：灰铸铁，焊接性能，焊接缺陷，补焊，焊接工艺

灰铸铁的焊接工艺的制定主要是依据灰铸铁的成分、冷却条件来确定的。 一般灰铸铁的同质、异质焊接及补焊都可以参考本文。

ABSTRACT

Because of good casting properties, good vibration damping, good abrasion resistance, good machinability, low notch sensitivity，gray cast iron is used very broadin industrial.The study of gray cast iron welding can produce huge benefits.

Because of certain constrains,heregives the performance of gray cast iron, gray cast iron welding defects and prevention, homogenous weld welding of gray cast iron, as well as the heterogeneouswelding consumables welding gray cast iron. And finally discussesthe crack repair welding of gray cast iron pulley spokes and air compressor housing to help people better understand the welding of gray cast iron.

The formulation of the gray cast iron welding process is determined based on the composition of gray cast iron, cooling conditions.

Homogeneous, heterogeneous welding and repair welding of gray cast iron in general can refer to this article.

Key words : gray cast iron, welding performance, weld defects,repair welding, welding process

目录

第一章 绪论 ................................................................... 错误!未定义书签。 第二章 灰铸铁的分类及其性能 .................................................... 错误 !未定义书签。

2.1

2.2 2.3 2.4

铸铁分类 ............................................................. 错误 !未定义书签。 灰铸铁中碳的存在状态及其基体组织决定于铸件冷却速度 ................... 错误 !未定义书签。 灰铸铁的性能 ......................................................... 错误 !未定义书签。 小结 ................................................................. 错误 !未定义书签。

第三章 灰铸铁的焊性及接接焊缺陷 ................................................ 错误 !未定义书签。

3.1 灰铸铁焊接性分析 ..................................................... 错误 !未定义书签。 3.2 焊接接头易出现白口及淬硬组织 ......................................... 错误 !未定义书签。

焊缝区 ............................................................... 错误 !未定义书签。 半熔化区 ............................................................. 错误 !未定义书签。 奥氏体区 ............................................................. 错误 !未定义书签。 重结晶区 ............................................................. 错误 !未定义书签。 3.3 裂纹是易出现的缺陷 ................................................... 错误 !未定义书签。

冷裂纹可发生在焊缝区或热影响区上 ..................................... 错误 !未定义书签。 热裂纹 ............................................................... 错误 !未定义书签。 3.4 小结 ................................................................. 错误 !未定义书签。 第四章 灰铸铁同质（铸铁型）焊缝的熔焊 .......................................... 错误 !未定义书签。

4.1 电弧热焊 ............................................................. 错误 !未定义书签。 4.2 气焊 ................................................................. 错误!未定义书签。 4.3 焊缝为铸铁型的电弧冷焊 ............................................... 错误 !未定义书签。 4.4 灰铸铁的钎焊 ......................................................... 错误 !未定义书签。

4.5细丝CO气体保护焊 ...................................................... 错误!未定义书签。 4.6 小结 .................................................................. 错误!未定义书签。

第五章 异质焊材焊接灰铸铁 ...................................................... 错误!未定义书签。

5.1 异质焊缝电弧冷焊材料 ................................................. 错误!未定义书签。

镍基焊缝手弧焊 ....................................................... 错误!未定义书签。

铜基焊条手弧焊 ....................................................... 错误!未定义书签。

2Si细丝

C02保护焊 ...................................................... 错误!未定义书签。

5.2 异质（非铸铁型）焊缝的电弧冷焊工艺要点 ............................... 错误!未定义书签。 5.3 小结 ................................................................. 错误!未定义书签。

第六章 灰铸铁补焊的工程实例 .................................................... 错误!未定义书签。

6.1 灰铸铁带轮轮辐的补焊 ................................................. 错误!未定义书签。 6.2 空气压缩机外壳裂纹的补焊 ............................................. 错误!未定义书签。 6.3 小结 ................................................................. 错误!未定义书签。

第七章 总结 ................................................................... 错误!未定义书签。 参考文献 ...................................................................... 错 误 !未定义书签。 致谢 .......................................................................... 错误!未定义书签。

第一章 绪论

铸铁是一个庞大的家族，是 W（C ）＞ 2．14 ％的铁碳合金。工业用铸铁是 以 Fe ，

C ， S 为主的多元铁合金，它的种类也很多，应用最早的铸铁是碳以片状石墨存在于 金属基体中

的灰铸铁，它的成本低廉，并且其具有铸造性、可加工性、耐磨性及减振 性均良好的特点，迄今为止仍是工业中应用最为广泛的一种铸铁，但灰铸铁也有它的 缺点，主要是力学性能不高。由于各种原因，铸铁成品件在使用过程中会受到损坏， 出现裂纹等缺陷，使其报废。若要更换新的，用铸铁成品件都经过各种机械加工，价 格往往较贵。特别是一些重型铸铁成品件，如锻造设备的铸铁机座一旦使用不当而出 现裂纹，就得停止生产，若要更换新的锻造设备，不仅价格昂贵，且从订货、运货到 安装调试往往需要很长时间，所要很长时间处于停产状态。这方面的损失是巨大的。 若能用焊接方法及时修复出现的裂纹，所产生的效益是无法估量的，如何采取适当的 工艺措施，用焊接对其进行修复，这就需要了解灰铸铁的本身特性及其焊接性能。其 焊接主要应用于以下方面：

（ 1）铸造缺陷的补焊 很多工厂都有铸造车间，一般铸件废品率都很高，采用焊 接方法修复这些有铸造缺陷的铸件，不仅有利于及时完成生产任务，而且还可大大降 低铸件成本。 （2）损坏铸铁件的补焊

由于各种原因，使铸铁在使用过程中会受到损坏，出现

裂纹等缺陷，使产品报废。 要更换新的，有的一时无法解决， 将严重影响生产任务的完 成，而且成品铸件都是经过机械加工的，价格往往也很贵。若能及时用焊接方法修补， 不仅有利于生产任务的完成，而且可以节约大批资金。

（3） 零件的生产 即把铸铁件与刚件或其他金属件焊接起来成零部件。灰铸铁焊 接时，焊接接头中裂纹倾向是比较大的，这主要与铸铁本身的性能、焊接应力、接头 组织及化学成分有关。为防止焊接时产生裂纹，在生产中主要时采取减小焊接应力， 改变焊缝合金系统以及母材中杂质熔入焊缝等措施。

第二章灰铸铁的分类及其性能

2.1铸铁分类

按碳在铸铁中存在的状态及形式的不同，可将铸铁分为：

白口铸铁：碳绝大部分以碳化物存在，断口亮白色，铁素体硬而脆，很少在机械零件 中应用。 灰铸铁：碳以石墨片状形式存在 可锻铸铁：碳以石墨团絮状形式存在 球墨铸铁：碳以石墨圆球状形式存在 蠕墨铸铁：碳以石墨蠕虫状形式存在

在相同基体组织情况下，其中以球墨铸铁的力学性能(强度、塑性、韧性)为最 高，可锻铸铁次之，蠕墨铸铁又次之，灰铸铁最差。但由于灰铸铁成本低廉，并具有 铸造性、可加工性、耐磨性及减震性均优良的特点，是工业中应用最广泛的一种铸铁'

常用铸铁的化学成分 铸铁类别 灰铸铁 化学成分3 (%) C 2.7 ~3.6 Si 1.0~2.2 Mn 0.5~1.3 S < 0.15 P < 0.3 其它 —— Mg 0.03~0.06 球墨铸铁 < 0.03 < 0.1 残 3.6~3.9 2.0~3.2 0.3~0.8 RE 0.02~0.05 残 可锻铸铁 2.4~2.7 1.4~1.8 0.5~0.7 < 0.1 < 0.2 Cr < 0.06 灰铸铁抗拉强度及硬度的变化是由于机体组织及石墨大小、数量不同的结果 纯铁素体为基体的灰铸铁：强度、硬度最低 纯珠光体为基体的灰铸铁：强度、硬度较高

组织成分:

1700

1500

13QQ

uao

啊

MO

铁一碳合金双重相图

以铸铁中3 c=3.5%的亚共晶合金为例。3 c=3.5%的液态合金在缓慢冷却条件下， 当冷却至液相线的温度首先结晶出奥氏体，由于含碳量较低的奥氏体不断析出，促使 液相成分不断沿含碳量增加的BC线变化，到共晶温度(1154 C)时，达到共晶成分剩 余液相发生共晶转变，形成奥氏体和共晶石墨

L C f AE +G (石墨)

共晶转变后，随温度下降，奥氏体的成分沿

E S，线逐渐变化，同时析出二次石

墨，这些石墨沉积于共晶石墨的表面，使共晶石墨不断长大。继续冷却至共析温度 (738 °C)时，剩余奥氏体成分达到共析成分，相当于Sz点(3 c=0.68% )，于是发生共析 转变，形成铁素体和共析石墨

A f FP+G （石墨）

共析石墨一般沉积于共晶石墨的表面而使其生长，最后得到组织是在铁素体基体上分 布着片状石墨。

2.2灰铸铁中碳的存在状态及其基体组织决定于铸件冷却速度

① 铁水以很快速度冷却时，第一阶段石墨化过程（共析温度以上）及第二阶段石 墨化过程（共析温度下）完全被抑止将得到共晶渗碳体

+二次渗碳体+珠光体组织，即

。1147

白口铸铁组织。［铁碳相图：铁水当温度冷却到液相时，开始从液相析出（丫）

共析温度。L-Y +Fe3Q共晶渗碳体）温度下降，A的饱和固溶碳量随温度下降而降低， 因而析出二次渗碳体，此反应持续到共析温度。在共析反应中， 到室温后，组织由共晶渗碳体+二次渗碳体+珠光体组成］。

② 铁水以很慢的速度冷却时由于渗 C体是不稳定相，而石墨是稳定相。第一阶段和 第二阶段石墨化过程都进行得很充分，最后得纯铁素体的灰铸铁组织。

③ 若石墨化的第一阶段进行很完全，第二阶段石墨化过程进行得不完全，则得珠 光体+铁素体、灰铸铁。

不同元素对铸铁石墨化及白口化的影响。

A转变为珠光体。冷却

2.3灰铸铁的性能

灰铸铁中的碳以片状石墨的形态存在于球光体或铁素体中，或二者按不同比例混

合的基体组织中，其断口呈灰色，因此而得名。石墨的力学能力很低，使金属基本承 受负荷的有效截面积减小，而且片状石墨使应力严重集中（影响很大的是石墨片的数 量、长短、粗细），因而使灰铸铁的力学性能不高。普通灰铸铁的金属基体是由珠光体 与铁索体按不同比例组成，珠光体含量越高的灰铸铁，其抗拉强度也越高，其硬度也 相应有所提高，常见灰铸铁的力学性能见表 1。

表1 灰铸铁力学性能（GB 9439. 88）

序号 牌号 抗拉强度（》MPa 1 2 3 HT100 HT150 HT300 100 150 300

其化学成分的质量百分数（％）:

C: 2.6 〜3. 8; Si : 1.2 〜3.0 ; Mn： 0. 4〜1. 2; P:不大于 0.4 ; S:不大于 0 . 15。

这样的化学成分及石墨在基体中存在的形成，决定了灰铸铁几乎无塑性及韧性。

2.4小结

按碳在铸铁中存在的状态及形式的不同可分为灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕 墨铸铁。灰铸铁中碳的存在状态及其基体组织决定于铸件冷却速度。

灰铸铁中的碳以片状石墨的形态存在于球光体或铁素体中，或二者按不同比例混 合的基体组织中，其断口呈灰色，因此而得名。石墨在基体中存在的形成，决定了灰 铸铁几乎无塑性及韧性。

第三章 灰铸铁的焊性及接接焊缺陷

3.1灰铸铁焊接性分析

灰铸铁在化学成分上的特点是碳高及 S、P杂质高，这就增大了焊接接头对冷却速 度变化的敏感性及冷热裂纹的敏感性。在力学性能上的特点是强度低，基本无塑性。 焊接过程具有冷速快及焊件受热不均匀而形成焊接应力较大的特殊性。这些因素导致 焊接性不良。

主要问题两方面：一方面是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。

3.2焊接接头易出现白口及淬硬组织

以含碳3%含2.5%的常用灰铸铁为例，分析电弧焊焊后在焊接接头上组织变化的 规律。

当焊缝成分与灰铸铁铸件成分相同时，则在一般电弧焊情况下，由于焊缝冷却速 度远远大于铸件在砂型中的冷却速度，焊缝主要为共晶渗碳体 即焊缝基本为白口铸铁组织。 防止措施：

焊缝为铸铁①采用适当的工艺措施来减慢焊逢的冷却速度。如：增大线能量。采

用预热或者炉中缓冷。②调整焊缝化学成分来增强焊缝的石墨化能力。可增加

+二次渗碳铁+珠光体，

C、Si、

Ni等元素促进石墨化。

促进石墨化元盍

• <1

0

阻碍石墨化元素

pl

Alv C、Mi、Cu、P\\ Cm Nb、Mm 弘 Cr^ V\\ Mgs Re、E

对焊缝石墨影响元素

异质焊缝：若采用低碳钢焊条进行焊接，常用铸铁含碳为 焊接电流，母材在第一层焊缝中所占百分比也将为

3%左右，就是采用较小

1/3〜1/4,其焊缝平均含碳量将

为0.7%〜1.0%,属于高碳钢（C> 0.6%）。这种高碳钢焊缝在快冷却后将出现很多脆硬的 马氏体。

采用异质金属材料焊接时，必须要设法防止或减弱母材过渡到焊缝中的碳产生高 硬度组织的有害作用。思路是：改变 C 的存在状态，使焊缝不出现淬硬组织并具有一 定的塑性，例如使焊缝分别成为奥氏体，铁素体及有色金属是一些有效的途径。

特点：该区被加热到液相线与共晶转变下限温度之间，温度范围 115 0〜1250C。 该区处于液固状态， 一部分铸铁已熔化成为液体， 其它未熔部分在高温作用下已转变为 奥氏体。

1）冷却速度对半熔化区白口铸铁的影响 冷却很快，液态铸铁在共晶转变温度区间转变成莱氏体，

即共晶渗碳体加奥氏体

。继续冷却则为C饱和的奥氏体析出二次渗碳体。在共析转变温度区间，奥氏体转变为 珠光体。由于该区冷速很快，在共析转变温度区间，可出现奥氏体一马氏体的过程， 并产生少量残余奥氏体。

其左侧为亚共晶白口铸铁，其中白色条状物为渗碳体，黑色点、条状物及较大的 黑色物为奥氏体转变后形成的珠光体。 右侧为奥氏体快冷转变成的竹叶状高碳马氏体， 白色为残余奥氏体。还可看到一些未熔化的片状石墨。

当半熔化区的液态金属以很慢的冷却速度冷却时，其共晶转变按稳定相图转变。 最后其室温组织由石墨 +铁素体组织组成。

当该区液态铸铁的冷却速度介于以上两种冷却速度之间时，随着冷却速度由快到 慢，或为麻口铸铁，或为珠光体铸铁，或为珠光体加铁素体铸铁。

影响半熔化区冷却速度的因素有：焊接方法、预热温度、焊接热输入、铸件厚度等因 素。

例：电渣焊时，渣池对灰铸铁焊接热影响区先进行预热，而且电渣焊熔池体积大， 焊接速度较慢，使焊接热影响区冷却缓慢，为防止半熔化区出现白口铸铁焊件预热到

650〜700C再进行焊接的过程称热焊。这种热焊工艺使焊接熔池与

从而为防止焊接接头白口铸铁及高碳马氏体的产生提供了很好的条件。

HAZ艮缓慢地冷却，

研究灰铸铁试板焊件、热输入相同时，随板厚的增加，半熔化区冷却速度加快。 白口淬硬倾向增大。

2）化学成分对半熔化区白口铸铁的影响

铸铁焊接半熔化区的化学成分对其白口组织的形成同样有重大影响。该区的化学 成分不仅取决于铸铁本身的化学成分，而且焊逢的化学成分对该区也有重大影响。这 是因为焊逢区与半熔化区紧密相连，且同时处于熔融的高温状态，为该两区之间进行 元素扩散提供了非常有利的条件。某元素在两区之间向哪个方向扩散首先决定于该元 素在两区之间的含量梯度（含量变化） 。元素总是从高含量区域向低含量区域扩散，其 含量梯度越大，越有利于扩散的进行。

提高熔池金属中促进石墨化元素（ C、Si 、Ni 等）的含量对消除或减弱半熔化区白 口的形成是有利的。

用低碳钢焊条焊铸铁时， 半熔化区的白口带往往较宽。 这是因为半熔化区含 C、Si 量高于熔池，故半熔化区的 C、Si 反而向熔池扩散，使半熔化区 C、Si 有所下降，增大 了该区形成较宽白口的倾向。

该区被加热到共晶转变下限温度与共析转变上限温度之间。该区温度范围约为 82 0〜

1150C，此区无液相出现该区在共析温度区间以上，其基体已奥氏体化，加热温度 较高的部分

（靠近半熔化区） ，由于石墨片中的碳较多地向周围奥氏体扩散，奥氏体中 含碳量较高；加热较低的部分，由于石墨片中的碳较少向周围奥氏体扩散，奥氏体中 含碳量较低，随后冷却时，如果冷速较快，会从奥氏体中析出一些二次渗碳体，其析 出量的多少与奥氏体中含碳量成直线关系。 在共析转变快时， 奥氏体转变为珠光体类型 组织。冷却更快时，会产生马氏体，与残余奥氏体。该区硬度比母材有一定提高。

熔焊时，采用适当工艺使该区缓冷，可使 A直接析出石墨而避免二次渗碳体析出， 同时防止马氏体形成。

很窄，加热温度范围780〜820C。由于电弧焊时该区加热速度很快，只有母材中的 部分原始组织可转变为奥氏体。在随后冷却过程中，奥氏体转变为珠光体类组织。冷 却很快时也可能出现一些马氏体。

3.3 裂纹是易出现的缺陷

生在焊缝区或热影响区上

1）焊缝处冷裂纹 产生部位：铸铁型焊缝 当采用异质焊接材料焊接，使焊逢成为奥氏体、铁素体，铜基焊缝

时，由于焊缝金属具有较好 的塑性，焊接金属不易出现冷裂纹。

起裂温度：一般在400C以下。原因：一方面是铸铁在 400C以上时有一定塑性； 另一方面焊缝所承受的拉应力是随其温度下降而增大。 在400C以上时焊缝所承受的拉 应力较小。

产生原因：焊接过程中由于工件局部不均匀受热，焊缝在冷却过程中会产生很大 的拉应力，这种拉应力随焊缝温度的下降而增大。 当焊缝全为灰铸铁时， 石墨呈片状存 在。当片状石墨方向与外加应力方向基本垂直，且两个片状石墨的尖端又靠得很近， 在外加应力增加时，石墨尖端形成较大的应力集中。铸铁强度低，

性。当应力超过此时铸铁的强度极限时，即发生焊缝裂纹。

当焊缝中存在白口铸铁时，由于白口铸铁的收缩率比灰铸铁收缩率大，加以其中 渗碳体性能更脆，故焊缝更易出现裂纹。 影响因素：

① 与焊缝基体组织有关，焊缝中渗碳体越多，焊缝中出现裂纹数量越多。当焊缝基体 全为珠光体

与铁素体组成，而石墨化过程又进行得较充分时，由于石墨化过程伴随 有体积膨胀过程，可以松弛部分焊接应力，有利于改善焊缝的抗裂性。

② 与焊缝石墨形状有关 粗而长的片状石墨容易引起应力集中，会减小抗裂性。 石墨以细片状存在时，可改善抗裂性。

石墨以团絮状存在时，焊缝具有较好的抗裂性能。

③ 与焊补处刚度与焊补体积的大小及焊缝长短有关 焊补处刚度大，焊补体积大，焊缝越长都将增大应力状态，促使裂纹产生。

防止措施：①对焊补件进行整体预热（550〜700°C）能降低焊接应力。

② 向铸铁型焊缝加入一定量的合金元素 （Mn Ni、Cu等）使焊缝金属先发生一定量 的贝氏体相变，接着又发生一定量的马氏体相变， 则利用这二次连续相变产生的焊缝应 力松弛效应，可较有效地防止焊缝出现冷裂纹。

焊缝二次相变产生焊缝应力松弛的原因： 其一、金属及合金在相变过程中塑性增加，这种特性称相变塑性。 其二、贝氏体与马氏体的比容较奥氏体、珠光体及铁素体都大，相变过程中的体积膨 胀也有利于松弛焊缝应力。

③ 加入既能改变石墨形态又能促使石墨化的元素。

例如：Ca电弧冷焊时，发现焊缝含一定量 ca寸，既能促使焊缝石墨化，又能改变 焊缝石墨

400C以下基本无塑

状态。焊缝中 Cafe 0.0027%时［焊缝中C=3.% Si=2.85%］，焊缝部分球化， 另有部分蠕虫状石墨及少量片状石墨，焊缝中无白口铸铁组织。在焊条中加入一定量 Ca能改善抗冷裂性能。

2）发生在焊缝热影响区的冷裂纹

发生部位：含有较多渗碳体及马氏体的

HAZ也可能发生在离熔合线稍远的 HAZ

原因：①在电弧冷焊情况下，在半熔化区及奥氏体区产生铁素体及马氏体等脆硬 组织（白口铸铁的抗拉强度为107.8〜166.8Mpa,马氏体铸铁的抗拉强度也不超过

1

47Mpa。当焊接拉应力超过某区的强度时，就会在该区发生裂纹。

② 半熔化区上 白口铸铁的 收缩率（ 1.6%〜2.3%）比其相应的 奥氏体的收 缩率 （0.9%〜1.3%）大得多。在该二区间产生一定的切应力。

③ 在焊接薄壁铸铁件（5〜10mr）i导热程度比厚壁铸件差的多，加剧了焊接接头的 拉应力。使冷裂纹可能发生在离熔合线稍远的热影响区上。 防止措施：

① 采取工艺措施来减弱焊接接头的应力及防止焊接接头出现渗碳体及马氏体。 如采用 预热焊。 ② 采用屈服点较低而且有良好塑性的焊接材料焊接， 通过焊缝的塑性变形松弛焊接接

头的部分应力。

③ 在修复厚大件的裂纹缺陷时，可在坡口两侧进行栽丝法焊接（坡口大、焊层多、积 累焊接应力

大。为防止HAZ冷裂发展成剥离性裂纹。）

产生材质：采用低碳钢焊条与镍基铸铁焊条冷焊时，焊缝较易出现属于热裂纹的 结晶裂纹。铸铁型焊缝对热裂不敏感，高温时石墨析出过程中有体积增加，有助于减 低应力。

产生原因：当用低碳钢焊条焊铸铁时， 即使采用小电流， 第一层焊缝中的熔合比也 在1/3〜1/4,焊缝平均含碳量可达0.7〜1.0%，铸铁含S、P量高，焊缝平均含S、P 也较高，焊接表层含C及S、P较低，越靠近熔合线，焊缝含 C及S、P越高。C与S、P 是促使碳钢发生结晶裂纹的有害元素，故用低碳钢焊条焊接铸铁时，第一层焊缝容易 发生热裂纹。这种热裂纹往往隐藏在焊缝下部，从焊缝表面不易发觉。

利用镍基铸铁焊条焊接铸铁时，由于铸铁中含有较多的

S、P,焊缝易生成低熔点

共晶，如Ni-Ni3S2,4 C,Ni-Ni 3P,880C,故焊缝对热裂纹有较大的敏感性。 解决措施：

① 冶金方面：调整焊缝化学成分，使其脆性温度区间缩小，加入稀土元素，增强脱 S、

P 反应，使晶粒细化，以提高抗热裂性能。

采用正确的冷焊工艺，使焊接应力减低，以及使母材是的有害杂质较少熔入焊缝。

3.4 小结

灰铸铁在化学成分上的特点是碳高及 S、P杂质高，这就增大了焊接接头对冷却速 度变化的敏感性及冷热裂纹的敏感性。 。在力学性能上的特点是强度低，基本无塑性。 焊接过程具有冷速快及焊件受热不均匀而形成焊接应力较大的特殊性。

主要问题两方面：一方面是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。焊接接头如：焊缝区、半融化区、奥氏体区、重结晶区易出现白口及淬 硬组织。焊缝是易出现的缺陷，如可发生在焊缝区或热影响区上的冷裂纹和热裂纹。

第四章 灰铸铁同质（铸铁型）焊缝的熔焊

4.1 电弧热焊

从有关焊接历史文献中可以知道， 金属极电弧焊发时后， 首先是应用于铸铁件的焊 补。当时焊接冶金还未开始系统研究， 人们就用与灰铸铁件成分基相同的铸铁圆棒 （没 有药皮）作为焊接材料进行铸铁件缺陷的焊补尝试，发现焊后焊缝易出现裂纹，焊缝 白口严重，为了解决上述问题，于是人们采取了对工件进行整体预热焊接的尝试，发 现这样做有助于问题的解决， 所以热焊是铸铁焊接应用最早的一种工艺， 以后焊接工作 者又不断地完善热焊工艺。

将工件整体或有缺陷的局部位置预热到 600〜700 C（暗红色），然后进行焊补，焊 后并进行缓冷的铸铁焊补工艺，人们称“热焊” 。

预热的选择： 对结构复杂（如缸体）且焊补处拘束度很大的焊件，宜采用整体预热，采用局部预 热焊，会在焊补处产生高拉应力，而不再出现裂纹。

对结构简单而焊补的地方拘束度较小的焊件， 可采用局部预热拘束度大， 是指焊缝 处于高拉应力状态中，故易裂，拘束度小，是指焊补的地方有一定的自由膨胀及收缩 的余地，焊缝受应力小。

预热温度不能超过共析温度下限，否则焊后焊件因相变的结果，会引起焊件基体组织 的变化，从

而引起焊件力学性能的变化。

电弧热焊的优点：①有效地减少了焊接接头上的温差，而且铸铁由常温完全无塑性改 变为有一定塑性，灰铸铁在 600〜700r时，伸长率可达2〜3%再加以焊后缓慢冷却， 焊接应力状态大为改善。②600〜700E预热，石墨化过程进行比较充分，焊接接头有完 全防止白口及淬硬组织的产生，从而有效地防止了裂纹。

缺点：①预热温度高，劳动条件很坏，焊补时焊工胸前高温烤，背后凉风吹（电扇） ， 身体前后温差很大，工人容易得病。

② 将焊件加热到600〜700C需消耗很多燃料，焊补成本高，工艺复杂，生产率低。 预热方法：

一些大型拖拉机厂，汽车厂生产铸件多，焊补量大，焊补要求高，常装备有专门进 行铸铁热焊的连续式煤气加热炉。铸铁焊补前，进入装有传送带的煤气加热炉，依次 经过低温（200〜

350C）、中温（ 350〜600E）及高温（600〜700E）加热，使焊件升 温缓慢而均匀，然后出

炉焊补，焊补后再把焊件送入另一传送带，反过来由高温区到 低温区出炉，以消除焊接应力。一般中，小型铸造车间及修配厂常采用地炉或砖砌的 明炉加热，燃料常用焦炭、木炭，也可用煤气火焰及氧乙炔焰加热。 焊接材料：

铸铁热焊时虽采取了预热缓冷的措施， 但焊缝一般还是快于铸铁铁液在砂型中的冷 却速度，为了保证焊缝石墨化，不产生白口组织且硬度合适，焊缝中总的

C、 Si 含量还

应稍大于母 材。经研究认为 电弧热焊时 焊缝中 W（ C） =3%〜 3.8%， W（ Si ） =3%〜

3.8%,W（C+Si）=6%〜 7.6%为宜。

我国目前采用的电弧热焊焊条有两种：

① 采用铸铁芯加石墨型药皮，铸 248,直径6mr以上。 ② 采用低碳钢芯加石墨型药皮，铸 208,直径5mr以下。 新国际标准这两种焊条均属 E2C型焊条。

热焊时采用大直径铸铁芯焊条， 配合采用大电流， 可加快焊补速度， 缩短焊工从事 热焊的时间，热焊时工人愿意采用大直径铸铁芯焊条。电弧热焊主要适用于厚度大于 10mr以上工件缺陷的焊补，若对10mr以下薄件的焊补，则易发生烧穿等问题。

适用于铸铁焊接电弧焊用的药芯焊丝。外皮由低碳钢带制成，内装有石墨、硅铁、 铝粉等石墨化剂。优点：可以用较大焊接电流，熔敷率达 厚型缺陷焊接修复。

5〜19kg/h , 15mr以上大中

4.2 气焊

应用：氧乙炔火焰温度（＜34000）比电弧温度（6000〜8000E）低很多，而且热 量不集中，很适于薄壁铸件的焊补。

优点：气焊时需用较长时间才能将焊补处加热到焊补温度，而且其加热面积又较 大，实际上相当于焊补处先局部预热再进行焊接的过程。在采用适当成分的铸铁焊芯

对薄壁件的缺陷进行气焊焊补时，由于冷速较慢，有利于石墨化过程的进行。焊缝易 得到灰铸铁组织，而HAZ也不易产生白口或其他淬硬组织。

缺点：工件受热面积大，焊接热应力较大，焊补刚度较大的缺陷时比热焊更生冷裂 纹。

4.3 焊缝为铸铁型的电弧冷焊

电弧冷焊优点：焊前对被焊补的工件不预热，焊工劳动条件好，焊补成本低，焊 补过程短，焊补效率高。对于预热很困难的大型铸件或不能预热的已加工面等情况更 适于采用。

易出现的问题：①铸铁型焊缝的焊接熔池及其 HA龄却速度很快，易产生白口及马 氏体。 ②焊件上的温度场很不均匀，使焊缝产生较高的拉应力，而灰铸铁的焊缝强度较 低，基本无塑性，焊后很容易产生冷裂纹。

解决措施：1、提高焊缝石墨化的能力。冷焊条件下焊缝中WC）=4.0%〜 5.5%,Si=3.5% 〜

4.5%,C+Si=7.5 〜10% 比较合适。

过去一般都趋向于提高焊缝含硅量（4.5%〜7% .把C控制在3流右，通过近年来大 量研究工作表明，适当提高焊缝含 C量及适当保持焊缝含Si量较为理想。

原因：⑴提高焊缝含C量对减弱与消除半熔化区白口作用比提高 Si有效，因为液 态时，C的扩散能力比Si强十倍左右。

⑵在C Si总量一定时，提高焊缝含C量比提高焊缝含硅量更能减少焊缝收缩量， 从而对降低焊缝裂纹敏感性有好处。

⑶焊缝含Si量＞7.5%时，Si对铁素体固溶强化，使焊缝硬度升高，C不存在这一问 题。

2、 焊缝中加入 Ca、Ba、Al 等，这些微量元素的加入，可形成高熔点的硫化物、氧 化物

等，成为石墨形核的异质核心，加速焊缝石墨化过程。

3、 为了防止焊接接头上出现白口及淬硬组织，采取大的焊接热输入工艺，即采用 大电流、

连续焊工艺来降低焊缝冷却速度。

4、 （过去电弧冷焊灰铸铁，受传统观念束缚，一直使焊缝也成为灰铸铁，但灰铸 铁石墨为

片状，片状石墨的尖端是高应力集中区，加以铸铁焊缝强度低，无塑性，又 采用大电流连续工艺， 工件局部受热较严重， 焊缝应力状态较严重， 很易形成冷裂纹。） 近期，通过冶金处理， 改变焊缝石墨的形态， 甚至使石墨成为球状， 并控制基体为 铁素体+珠光体，使焊缝的抗冷裂能力获得提高。

铸铁型焊缝电弧冷焊存在很多局限性：

⑴焊缝强度低、塑性差，焊补较大刚度缺陷时易出现裂纹。 ⑵焊缝为铸铁型，由于冷速快，焊缝易出现白口。

⑶由于工艺要求采用大电流、连续焊，对于薄壁件缺陷的焊补有困难。

4.4 灰铸铁的钎焊

钎焊时母材不熔化， 故对避免铸铁焊接接头出现白口是非常有利的， 使接头有优良 的加工性。此外，钎焊温度较低，焊接接头应力较小，二接头上又无白口等组织，对 发生裂纹的敏感性也较小，所以研究钎焊方法来补焊铸铁很早就被人们所注意。

国内外一般都采用氧乙炔焰钎焊铸铁。过去一直多采用黄铜钎料，其成分为： w（Cu）

53%-55%其余为Zn。这种钎料我国有定型产品，型号为“ HL103'。钎剂可用 硼砂。黄铜钎焊

铸铁在我国有一定的应用。黄铜钎焊的缺点是：①钎焊接头强度偏低， 一般为117.6〜

147MPa②钎焊处呈金黄色，与母材颜色差异大。故黄铜钎焊在一些修 配厂应用还是可以的， 但

应用于要求较高的新铸铁件缺陷的补焊上往往难于满足要求。 经研究发现，黄铜钎焊焊缝的本身强度并不低（c b> 196MPa,而接头破坏基本都发 生在与母材连接的钎接面上，这说明接头强度低主要是因钎焊接头上扩散过程不充分 引起的，其原因是铜、锌常温时在铁中的溶解度都非常微小所致。经过对有关相图分 析，可以知道在上述黄铜的基础上加入一定量的锰有利于问题的解决。因为锰在黄铜 及铁中都有较大的溶解度，有利于钎焊接头扩散过程的进行；而且锰颜色发黑，加入 黄铜中有利其颜色向铸铁靠近。但锰加入后易形成脆性B相，使钎焊焊缝塑性降低。 而镍在上述黄铜中能扩大a相区，可以消除锰的这种有害作用，同时加入镍也有利于 扩散过程的进行。在黄铜中加入少量的锡可提高钎料的流动性。加入少量的铝可防止 锌的氧化剂蒸发。

近年来，我国已经在研制出新型的锰镍铜锌钎料及相应的钎剂 （见表 6-7 和表 6-8）， 用于铸铁的钎焊取得较好的效果。

利用上述钎料及钎剂焊铸铁可在 700C左右进行（比一般黄铜钎焊温度低200C）,

可保证钎焊接头无任何高硬度组织出现，钎缝硬度 165〜199HV热影响区硬度200HV

左右，母材（HT200硬度201〜221HV切削加工性能非常优良，完全可以满足流水线 上任何机加工要求。钎焊接头强度c b> 196MPa完全满足HT200铸铁力学性能的要求， 颜色与铸铁接近。我国以生产上述钎料与钎剂，主要用于加工面撒谎那个小缺陷焊补。 与电弧焊、气焊不同，钎焊前必须用机械方法将钎焊处露出金属光泽，否则钎焊不上， 这可能影响在铸铁钎焊上的推广。

4.5细丝CO气体保护焊

细丝CO气体保护焊是短路过度过程，采用小电流、低电压焊接，母材熔深浅；而 且伴随小电流小电压，母材第一层的熔合比也有所减小。 此外，细丝CO气体保护焊有 一定的氧化性，对焊缝中碳的氧化烧损也能起一定作用，这些都可使焊缝含碳量得到 降低。

4.6 小结

热焊是铸铁焊接应用最早的一种工艺，而电弧焊有是最常用的。将工件整体或有

缺陷的局部位置预热到600〜700C （暗红色），然后进行焊补，焊后并进行缓冷的铸铁 焊补工艺，人们称“热焊” 。

气焊比电弧焊温度低，而且热量不集中，适于薄壁铸件的焊补。由于工件受热面积 大，焊接热应力较大，焊补刚度较大的缺陷时比热焊更生冷裂纹。

对于预热很困难的大型铸件或不能预热的已加工面等情况更适于采用电弧冷焊。 钎焊时母材不熔化，故对避免铸铁焊接接头出现白口是非常有利的，使接头有优良的 加工性。此外，钎焊温度较低，焊接接头应力较小，二接头上又无白口等组织，对发 生裂纹的敏感性也较小。细丝CO气体保护焊有一定的氧化性，对焊缝中碳的氧化烧损 也能起一定作用，这些都可使焊缝含碳量得到降低。

第五章 异质焊材焊接灰铸铁

5.1 异质焊缝电弧冷焊材料

弧焊

Ni 是扩大奥氏体的元素，当 Fe-Ni 合金中含 Ni 量超过 30%时，合金凝固后一直到 室温都

保持硬度较低的奥氏体组织，不发生相变。

Ni、Cu为非C化物形成元素，不会

与C形成高硬度的碳化物。以Ni为主要成分的奥氏体，及a相均能溶解较高的Co例: 纯Ni,

1300C，溶解2%的C,温度下降后会有少量C由于过饱的而以细小的石墨析出， 故焊缝有一定的

塑性与强度，且硬度较低。另外，Ni为促使石墨化元素，对减弱半熔化 区白口的宽度很有利。

我国目前应用的镍基铸铁焊条所用焊芯有纯镍焊芯、镍铁焊芯 ［W(Ni)=55%, 余为 Fe］、镍铜焊芯［W(Ni)=70%,余为Cu］三种，所有镍基铸铁焊条均采用石墨型药皮， 也就 是说，药皮中含有较多的石墨。

镍基铸铁焊条采用石墨型药皮是基于以下几点理由:

① 石墨是强脱氧剂，药皮中含有适量石墨，可防止焊缝产生气孔。

适量 C 可以缩小液固相线结晶区间，也就是缩小高温脆性温度区间，从而有利于提高 焊缝抗裂纹的能力。

② 有利于降低半熔化区中的C向焊缝扩散的程度，进一步降低该区白口宽度。

③ 镍基焊条的最大特点是焊缝硬度较低，半熔化区白口层薄，适用于加工面焊补，而 且镍基焊缝的顔色与灰铸铁母材相接近，更利于加工面焊补。镍基铸铁焊条价格贵， 应主要用于加工面的焊补，工件厚时或缺陷面积较大时，可先用镍基焊条在坡口上堆 焊两层过渡层，中间熔敷金属可采用其它较便宜的焊条。 我国目前生产的镍基铸铁焊条主要有下列几种: ① EZNi 焊条

它是纯镍焊芯、石墨型药皮的铸铁焊条。这种焊条的最大特点是：⑴电弧冷焊焊接 接头加工性优异。⑵半熔化区的白口宽度一般为 0.05mm左右。⑶焊接接头强度可满足 一般常用灰铸铁的要求。⑷焊缝有一定塑性，伸长率 5% Ni 53〜60%,Fe 47〜40%. ② EZNiFe 焊条

它是 NiFe 合金焊芯，石墨型药皮的铸铁焊条。 由于铁的固溶强化作用， 其特点为： ⑴所焊焊缝及焊接接头具有较高的抗拉强度。⑵焊缝有较高的塑性，伸长率

10%左右。

第一层焊缝受母材稀释后的含镍量为 35%〜40%具有最小的线膨胀系数。⑶抗裂性能 优于纯Ni及NiCu铸铁焊条。⑷焊接接头机械加工性比“ EZNi”稍差。 ③ EZNiCu 焊条

它是Ni70-Cu30合金焊芯，石墨型药皮铸铁焊条，由于 Ni70-Cu30的NiCu合金又 称为

Monel合金，故人们常称该焊条为蒙乃尔焊条。该焊条W（Ni）=70%，低于纯Ni焊条， 而高

于NiFe焊条。特点：⑴半熔化区白口较窄，介于纯

Ni焊条与NiFe焊条之间。在

合适的焊接工艺下，半熔化区白口宽度 0.07mm左右。⑵焊接接头的加工性接近纯镍焊 条而稍优于NiFe焊条。⑶由于NiCu合金收缩率较大（2%易引起焊缝较大的内应力， 故该焊条的抗裂性能不及镍铁焊条及纯 Ni 焊条。据研究，向焊缝中加入适当稀土后， 可消除焊缝热裂纹，使接头强度与灰铸铁母材相匹配。

弧焊

镍基焊条的确适应性高，但 Ni价格昂贵，焊接工作者研究 Cu与C不生成碳化物， 也不溶解C, C以石墨形态析出，Cu有很好的塑性，Cu又是弱石墨化元素，对减少半 熔化区白口也有些作用。但纯 Cu焊缝对热裂纹很敏感，抗拉强度低，在焊缝中加入一 定量的 Fe, 可大大提高焊缝的抗热裂性能。

原因：铜的熔点低（1083E）而铁的熔点高（1530C）,故熔池结晶时先析出 Fe 的丫相，当铜开始结晶时，焊缝为双相组织。但

Cu基铸铁焊条中含Fe量超过30%t，

Cu、Fe 比 80： 20

则焊缝的脆性增大，容易出现低温裂纹。故目前铜基铸铁焊条中的 为宜.

铜基铸铁焊条的特点：

①（在常温下铁在Cu中的溶解度很小）焊缝中的Cu与Fe是以机械混合物形式存 在,焊缝以Ci为基础，在其中机械地混合着少量钢或铸铁的高硬度组织。 第一层焊缝时， 铸铁中的C较多地熔入焊缝中，由于Cu不溶解C,也不与C形成碳化物，C全部与焊条 及母材熔化后的Fe结合，在焊缝快冷情况下，形成 M Fe3C等高硬度组织。 ② 整个焊缝还是有较高的塑性，有较好的抗裂性。

③ Cu 是弱石墨化元素，而且其扩散能力较弱，焊缝接头上白口区较宽。

④ 焊接接头加工性不良（焊缝的 Ci基很软，M Fe3C很硬）。 ⑤ Cu 钢焊条所焊焊缝顔色与母材差别较大。

2Si 细丝

CO2保护焊

采用H08Mn2S细丝（0.6〜1.0mm） CO2或 CO+O2气体保护焊焊补灰铸铁在我国汽 车、拖拉机修理行动中获得了一定的应用。 细丝CO气体保护焊采用小电流，低电压焊 接且属于短路过渡过程，故有利于减少母材熔深，降低焊缝含碳量，短路过渡时，热 输入小，有利于降低焊接应力。母材在第一层焊缝的熔合比也有所减少。此外，

CO2

保护焊有一定的氧化性，对焊缝中的C的氧化烧损也能起一些作用，这些都可使焊缝含 C 量降低。

焊接规范的选择：

焊接电压:18〜20V为宜，小于此限电弧过程不稳，大于此限焊缝变宽，焊缝含 C S、

P 量上升，出现裂纹。

焊速：以10〜12m/h为宜，18〜20m/h时焊缝组织变坏，马氏体增加，3〜4m/h时HAZ白 口明

显小。

焊接电流：＜85A电流大于85A以上时，焊缝易出现裂纹。原因：焊接电流密度大， 熔深大，

母材中 C、 S、 P 向焊缝过渡多，半熔化区白口层随电流减小而减 薄。

5.2 异质（非铸铁型）焊缝的电弧冷焊工艺要点

物理准备工作要做好，焊接电流适当小，短段断续分散焊，焊后立即小锤敲。

1 .做好焊前工作

清除焊件及缺陷的油污（碱水、汽油擦洗，气焊火陷清除） 、铁锈及其它杂质，同 时将缺陷预析制成适当的坡口。焊补处油锈清除不干净，容易使焊缝处出现气孔等缺 陷，对裂纹缺陷应设法找出裂纹两端的终点，然后在裂纹终点打上止裂孔。在保证顺 利运条及熔渣上浮的前提下，宜用较窄的坡口。

2. 采用合适的最小电流焊接

在保证电弧稳定及焊透情况下，应采用合适的最小电流焊接。

① 电流小，熔深小，铸铁中的 C、S、P 等有害物质可少进入焊缝，有利于提高焊缝质 量。 ② 冷焊时，随电流减小，在焊接速度不变的情况下减小了焊接线能量，不仅减少了焊 接应力，使

焊接接头出现裂纹的倾向减小，而且也减小了整个 减少了最易形成白口的半熔化区宽度，使白口层变得薄些。

HAZ宽度，其中包括

3. 采用短段焊，断续分散焊及焊后锤击工艺

焊缝越长，焊缝所承受的拉应力越大，故采用短段焊有利于减低焊缝应力状态， 减弱焊缝发生裂纹的可能性，焊后应立即采用小锤快速锤击处于高温而具有较高塑性 的焊缝，以松弛焊补区应力，防止裂纹的产生。为了尽量避免焊补处局部温度过高， 应力增大，应采用断续焊，即待焊缝附近 HAZ冷却至不烫手时（50〜60C）,再焊下一 道焊缝。必要时还可采取分散焊，即不连续在一固定部位焊补，而换在焊补区的另一 处焊补，这样可更好地避免焊补处局部温度过高，从而避免裂纹产生。

4. 大厚件多层焊焊补时，合理安排多层焊焊接顺序，必要进采用栽丝法。

铸铁冷焊时，HAZ的白口区附近是最薄弱的环节，故多层焊时，由于焊接应力大， 较易发生剥离性裂纹。

5.3 小结

Ni是扩大奥氏体的元素，当Fe-Ni合金中含Ni量超过30%寸，合金凝固后一直到室 温都保持硬

度较低的奥氏体组织，不发生相变。

Ni、Cu为非C化物形成元素，不会与

C形成高硬度的碳化物。以Ni为主要成分的奥氏体，及a相均能溶解较高的C。另外, Ni 为促使

石墨化元素，对减弱半熔化区白口的宽度很有利。故镍基焊缝手弧焊在异质 焊缝电弧冷焊中应用是很广泛的。

镍基焊条的确适应性高，但 Ni价格昂贵，焊接工作者研究 Cu与C不生成碳化物， 也不溶解C, C以石墨形态析出，Cu有很好的塑性，Cu又是弱石墨化元素，对减少半 熔化区白口也有些作用。但纯 Cu焊缝对热裂纹很敏感，抗拉强度低，在焊缝中加入一 定量的Fe,可大大提高焊缝的抗热裂性能。

采用H08Mn2S细丝（0.6〜1.0mm） CO2或 CG+O2气体保护焊焊补灰铸铁在我国汽 车、拖拉机修理行动中获得了一定的应用。 细丝CO气体保护焊采用小电流，低电压焊 接且属于短路过渡过程，故有利于减少母材熔深，降低焊缝含碳量，短路过渡时，热 输入小，有利于降低焊接应力。

异质（非铸铁型）焊缝的电弧冷焊工艺要点：物理准备工作要做好，焊接电流适，

当小，短段断续分散焊，焊后立即小锤敲。

第六章灰铸铁补焊的工程实例

6.1灰铸铁带轮轮辐的补焊

如图所示，灰铸铁带轮轮辐“T处发生断裂，现采用气焊进 行补焊。若用气焊对断裂处直接进行冷焊，其接头刚性很大，难 以获得良好的焊接质量，故宜采用加热减应区法进行焊接。 该铸 件轮缘较厚，在焊接中阻碍焊缝收缩，所以加热减应区确定为“2” 处。

焊接时，先将“2”处加热到一定温度，当该区温度升高时，轮缘受热会向外膨胀， 断裂部位的裂纹间隙也将随之扩大；当间隙扩大到一定

程度后，迅速将火焰移至断裂 处加热，进行焊接。在焊接过程中，应间隔加热“ 2”处，使之接头同时收缩。焊后在 室内自然缓冷。由于加热减应区使铸件轮缘的拘束作用降低，故接头裂纹倾向减小。

采用加热减应区法焊接时，要做到既要降低应力，又要使加热变形不超过允许范围。 如上例带轮焊接，减应区加热温度越高，则轮辐断裂处的间隙就越大，焊后接头处的 应力就会越小；但是，会使轮辐的膨胀量过大，不能缩回原来的位置。这相当于被焊 轮辐增长，不仅会造成轮缘不圆，还可能会使相邻的薄弱处（如“ 力过大而产生断裂。

3”和“4”处）应

6.2空气压缩机外壳裂纹的补焊

某矿山坑口的空气压缩机外壳产生裂纹，现采用异质焊缝电弧冷焊进行补焊。工件 壁厚为

40〜45mm裂纹形态为外壳边缘起约长 650mn穿透裂纹。

焊前分析：工件的金相组织是以珠光体 +铁素体为基本的灰铸铁，内部组织粗大。 由于焊件在使用过程中承受动载，属于疲劳裂纹。因裂纹长，结构的刚度大，体积较 大，不宜搬运，又是冬季施焊，所以补焊困难较大。如采用气焊热焊、电弧热焊，焊 件受热面积大，焊后残余应力大，且焊件预热困难。如采用铸铁型焊缝电弧冷焊，因

结构钢度较大易产生裂纹。比较各种方案，最后确定采用异质焊缝电弧冷焊。

含前准备：清除焊接区油污等杂质，裂纹前端© 度 60 度。

焊接工艺的制定：由试板焊接实验得知， EZNiFe(Z308) 焊条焊缝金属的屈服强度 较高，焊接钢度较大的铸件时易产生剥离裂纹。所以采用价格较贵的 EZNi(Z308) 焊条 打底焊过渡层，然后采用价格较低的 EZNiFe(Z408) 焊条焊填充层。

焊打底焊道和坡口两侧的过渡层用直径© 3.2mm的EZNi(Z308)焊条，焊接电流为 90〜

8mm止裂孔，开V形坡口，坡口角

105A,采用快速短弧焊，短段、断续、分散焊的冷焊工艺，每段焊缝不超过 30mm

焊后立即锤击焊道。含填充层用直径© 4mm多层多道焊，焊道越窄越好。最后盖面焊 道高出焊件表面2mm趁热锤击焊道并将高出部分砸平。

6.3 小结

采用气焊对灰铸铁带轮轮辐的补焊， 采用异质焊缝电弧冷焊对空气压缩机外壳裂纹 的补焊的实例分析。

第七章 总结

由于各种原因，铸铁成品件在使用过程中会受到损坏，出现裂纹等缺陷，使其报 废。若要更换新的， 用铸铁成品件都经过各种机械加工， 价格往往较贵。 特别是一些重 型铸铁成品件，如锻造设备的铸铁机座一旦使用不当而出现裂纹，就得停止生产，若 要更换新的锻造设备，不仅价格昂贵，且从订货、运货到安装调试往往需要很长时间， 所要很长时间处于停产状态。这方面的损失是巨大的。采用焊接方法修复这些有缺陷 的铸铁件，由于焊接成本低，不仅可获得巨大的经济效益，而且有利于及时完成生产 任务。

结束语 ：普通灰铸铁裂纹焊接方法的选择，往往要根据具体情况 （如铸件大小、结 构，裂纹所在部位，焊缝质量要求，经济效益 施工现场，设施条件等 ） 来综合考虑。 在分析的基础上按优先可行方案实施才能取得较好的效果 。

参考文献

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致谢

历时将近两个月的时间终于将这篇论文写完，在论文的写作过程中遇到了无数的 困难和障碍，都在同学和老师的帮助下度过了。尤其要强烈感谢我的论文指导老师徐 阳及胡春霞老师，他对我进行了无私的指导和帮助，不厌其烦的帮助进行论文的修改 和改进。另外，在校图书馆查找资料的时候，图书馆的老师也给我提供了很多方面的 支持与帮助。在此向帮助和指导过我的各位老师表示最中心的感谢！

感谢这篇论文所涉及到的各位学者。本文引用了数位学者的研究文献，如果没有 各位学者的研究成果的帮助和启发，我将很难完成本篇论文的写作。

感谢我的同学和朋友， 在我写论文的过程中给予我了很多你问素材， 还在论文的撰 写和排版灯过程中提供热情的帮助。

由于我的学术水平有限，所写论文难免有不足之处，恳请各位老师和学友批评和 指正！