2022年第四章铸铁焊接.docx

精品word 名师归纳总结 - - - - - - - - - - - -第四章 铸铁焊接前言1、优点：成本↓，铸造性能、震性能、耐磨性、切削加工性↑↑，设备简洁，废品率较高，机械性能一般，无磁性；C-Fe 、Mn、Si、S、P 合金元素2. 铸铁应用（机制业中应用广泛）—— 50 岁月 QT 应用，更广泛 1）铸造焊接的应用一般铸件废品率↑，修复可降低成本、完成任务↑2 ）已损坏（使用过程中）的铸铁成品件的焊补（出裂纹使产品报废）节省资金；3）零件的生产（ QT 件）铸件+钢件（或其它金属件）（异质焊接）一、 分类§ 4-1 铸铁的种类及性能简介（Wc>2%的铁碳合金——铸铁）按碳在铸铁中存在的状态及形式的不同：白口（灰口、可锻、球墨、蠕墨）铸铁1、白口铸铁 ： C 绝大多数以渗碳体（ Fe3C）状态存在，进口呈白亮色；（无法机械加工）2、灰口铸铁 ：石墨以片状存在，性能差异大（石墨存在形式不同）部分存在于珠光体中；3、可锻铸铁 ：石墨以团絮状存在，性能差异大（石墨存在形式不同）部分存在于珠光体中；4、球墨铸铁 ：石墨以圆球状存在，性能差异大（石墨存在形式不同）部分存在于珠光体中；5、蠕墨铸铁 ：石墨以蠕虫状存在，性能差异大（石墨存在形式不同）部分存在于珠光体中；综合机械性能对比（ σ b、δ 、αk）比较：球墨（次之） >可锻>蠕墨（推广期） >灰口（应用最广）二、 常用灰铁（ HT ）情形简介精选名师 优秀名师 - - - - - - - - - -第 1 页，共 12 页 - - - - - - - - - -精品word 名师归纳总结 - - - - - - - - - - - -1、成分 Wc： 2.7～ 3.5%;Si:1～2.7%;Mn:0.5～1.3%,P<0.3%,S<0.15%.2、性能（表 10-1）转变基体中 F 及 P 相对含量，可得不同的 σb↓；细片状 σ b↑，纯 F↑、σb↓；3、应用：汽车、拖拉机的缸体、缸盖、一般机床；4、C 的状态与基体组织的打算因素：① V 冷及其化学成分；（从 P382图 10-1 所示）仔细分析1）V 冷（图 10-1 ）（ P382）2）化学成分（图 10-1、图 10-2）三、球墨铸铁的情形简介1、性能（表 10-2）2、化学成分：C：3～4%，Si：2～ 3%，Mn ：0.4～1.0%，P<0.1%,S≤0.04%,其它（如少量球化元素）§4-2 铸铁焊接性分析一、 灰口铸铁焊接性分析①成分上、 Wc↑、P、S↑接头对冷，热裂纹的敏锐性焊接性不良② HT强度低、基本无塑性；③焊接过程 V 冷↑，焊件受热不均， σ 焊↑一）接头易显现白口及淬硬组织，具体分析问题二）接头易显现裂纹精选名师 优秀名师 - - - - - - - - - -第 2 页，共 12 页 - - - - - - - - - -精品word 名师归纳总结 - - - - - - - - - - - -一）焊接接头易显现白口及淬硬组织1、Fe-C-Si 三元合金（ Wsi=2～2.5%）状态图分材（与 Fe-C 比较）2、焊接接头组织变化图（图 10-4） 共分 6 个区1）焊缝区同质焊材 ：（ V 焊冷>V 铸冷），组织：共能渗碳体（白口组织）、二次渗碳体、珠光体、 E↑不能完全去除， 措施： ↓V 冷，调整化学成分，增强石墨化解力，（适当协作）异质焊材 ：（低碳钢焊条）： Wc=0.7～ 1.0%高碳、易显现脆硬的马氏体，（去白口）措施 ：防止或减弱母材中的 C 过渡到焊缝中，转变 C 的存在状态，使焊缝不显现淬硬组织并具肯定塑性；2）半熔化区 （窄） 1150~1250℃液一固态焊后该区的组织受冷却速度和焊缝区的化学成分影响；a、V 冷液态 固态（被碳所饱和的 A ）共晶转变V 冷>>0.6℃ / S<<~ 拓墨化菜氏体（共晶渗碳体 +A）析出二次渗碳体V 冷>7℃/S A→M+A 残b、化学元素珠光体（共析转变）（形成白口）精选名师 优秀名师 - - - - - - - - - -第 3 页，共 12 页 - - - - - - - - - -精品word 名师归纳总结 - - - - - - - - - - - -提高熔池中石墨化元素（ C、Si、Ni 等）的含量对排除减弱半熔化区白口的形成是有利的；C、措施采纳钎焊（ T↓）、根本上防止白口的形成；3） A 区固相线 ~共析温度上眼； 820~1150℃（无液体）a、组织： A+ 石墨已 A 化b、C 分布： T↑、Wc↑（靠米熔化区）（缘由是石墨片中的 C较多向四周 A 扩散）c 、措施：工艺措施使该区缓冷， A→析虫石墨、防止二次区 C 或 M形成 V ↑冷一些 Fe3CⅡ V 冷↑↑ M ↑4 ）重结晶区（窄）780~820℃a、组织： V 加热↑，部分原始组织→ A，冷却时， A→PV 冷↑↑，可能有 M显现5）球化区6）母材3 、铸件焊后的加工焊后，许多要再经过机械加工灰口铸铁（ P 或 P+F），良好的加工性接头处有白口铸铁（ HB600~800）及 M 组织（ HB500），难加工 HV5200 ，HRC50.5；I不答应焊后用磨代替车创；HRC11~23 HV160~243 HB160~240加工易“打刀”“让刀”磨削虽可加工，但特别慢一般认为接头的硬度 某区的强度，发生裂纹；b、白口铸铁收缩率 >>Ａ的收缩率（相亲部），二区间产生剪应力图 10-8 ；②对薄壁焊接，冷裂纹可能发生在高熔合线稍远的 HAZ，导热差， >600℃区域宽，加剧拉应力，微量缺陷（气孔、灰尘）削减工件有效工作截面；③防止措施：（利于防止冷裂纹）a实行工艺措施，减弱焊接接头的应力及防止显现 Fe3C 及 M 体预热焊、正确的冷焊工艺（↓ σ应状态）b 采纳δ好、σS↓的焊材焊接，由于 δ 放松焊接应力；C 厚大件修复（口大，层数多，可用截丝焊法）2、热裂纹a 当焊缝为铸铁，焊缝对热裂不敏锐（高温石墨析出， V ↑， σ应↓）精选名师 优秀名师 - - - - - - - - - -第 5 页，共 12 页 - - - - - - - - - -精品word 名师归纳总结 - - - - - - - - - - - -b 当采纳低碳钢焊条与 N 基铸铁焊条冷焊时，焊缝易显现属于热裂纹的结晶裂纹；当σ应↑→剥离性裂纹火口裂纹，焊缝的横向裂纹（缝长）纵向裂纹；1）低碳钢焊条高碳组织热裂倾向第一层焊缝：熔合比1 ~ 13 4，Wc=0.7～1.0%，S、P ↑焊缝表层 Wc、S、P↓越靠近熔合线， C、S、P↑ 促使第一层焊缝易发生热裂纹Wc↑ V 冷↑ M 体→冷裂纹2） Ni 基铸铁焊条铸铁中含较多 S、P、易生成低熔共晶，对热裂纹有较大的敏锐性；C、实行的措施1）冶金处理方面：调整化学成分，（含有适量的稀土 C、Co）脆性温度区间↓，低熔共晶物↓，晶粒细化；2）正确的冷焊工艺，↓ σ应，↓有害杂质；二、球墨铸铁焊接性的特点（挑选讲解）1、其白口化倾向及淬硬倾向比灰口铸铁大（球化剂阻碍石墨化及提高淬硬临界冷却速度）；2、QT 的σb、δ、α k 比 HT高，故对焊接接头的机械性能要求也相应高，常要求与各强度等级 QT母材想匹配；总之：由于铸铁焊材对象不同及对焊补要求不同，多种焊方，焊材、焊工艺，以适应不同的要求；下面将纳为同质（铸铁型）焊缝的熔化焊，异质（非铸铁型）焊缝的熔化焊及钎焊；§4-3 灰口铸铁焊接材料及工艺一、同质（铸铁型）焊缝的熔化焊（电弧热焊、气焊、电弧冷焊工艺）一）电弧热焊：适用于厚度 >10mm 以上工件缺陷的焊补1、热焊：将工件整体或有缺陷的局部位置预热到 600~700℃（暗红色）然后进行焊接， 焊后进行缓冷的铸铁焊补工艺；对结构复杂、刚度大的工件，宜采纳整体预热（否就 σ 残↑，易出裂纹）对结构简洁，焊接处刚度小的工件，宜用局部预热；精选名师 优秀名师 - - - - - - -。