灰口铸铁壳体裂纹补焊方法

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。

灰口铸铁的焊接方式及焊接中常见问题焊接中常见的问题（1）焊后产生白口组织一般认为在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。

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。

防止措施：焊前预热和焊后保温；适当调整填充金属的化学成分和冷却速度；改善焊缝金属的化学成分。

（2）焊接接头出现裂纹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。

防止措施：A.采用电弧冷焊减小焊接应力选用塑性较好的焊接材料，如用镍,铜,镍铜,高钒钢等作为填充金属，使焊缝金属可通过塑性变形松弛应力，防止裂纹；通过锤击焊缝可以消除应力，防止裂纹；使焊缝冷却时能补受阻碍底自由收缩，从而避免用力过大而导致裂纹。

B. 采用热焊法并控制好温度当温度高于600℃时,由于产生于一定的塑性变形.而使部分内应力得到消除,一般在600℃以上焊接时就不会产生热应力裂纹。

（1）热焊法热焊法是在焊接前将焊件全部或局部加热到600-700℃，并在焊接过程中保持一定温度，焊后在炉中缓冷的焊接方法。

特点：用热焊法时，焊件冷却缓慢，温度分布均匀，有利于消除白口组织，减少应力，防止产生裂纹。

但热焊法成本高，工艺复杂，生产周期长，焊接时劳动条件差，因此应尽量少用。

常用的焊接方法是气焊和焊条电弧焊。

气焊常用铸铁气焊丝，如HS401或HS402，配用焊剂CJ201，以去除氧化物。

气焊预热方法适于补焊中小型薄壁零件。

焊条电弧焊选用铸铁芯铸铁焊条Z248或钢芯铸铁焊条Z208，此法主要用于补焊厚度较大(大于10mm ) 的铸铁零件。

热焊法的焊接设备主要有加热炉、焊炬、电炉等，焊接工艺如下：1)焊前准备和预热：清除缺陷周围的油污和氧化皮，露出基体的金属光泽；开坡口，一般坡口深度为焊件壁厚的2／3，角度为70°～120°；将焊件放入炉中缓慢加热至600～700℃(不可超过700℃)。

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灰口铸铁件冷补焊技术及工艺作者：魏丽来源：《E动时尚·科学工程技术》2019年第10期摘要：本文针对铸铁（HT200）焊接性的特点进行分析，以冷焊工艺对铸铁（HT200）进行补焊，不但获得了高质量的焊缝，而且焊接成本低，有利于及时完成生产任务。

生产实践证明，采用此工艺具有较大的实用价值。

关键词：镍基焊条（Z308）;铸铁冷焊;补焊工艺我厂机加工车间经常加工大量的铸铁零件，铸件在铸造或加工过程中经常会出现一些缺陷，如本体缺肉或出现裂纹等，若因此报废，不但价格较贵，且从订货、运货周期上往往需要很长时间，造成生产延误，影响生产进度，产生经济损失。

针对以上原因，本文就铸铁（HT200）焊接性的特点进行分析，通过采取适当的焊接工艺进行修补，生产实践证明，这些工艺具有较大的实用价值。

1 铸铁材料的焊接特点1.1 铸铁是含碳量大于2.11%（常用为2.5%～4%）的铁碳合金，其中含有锰、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。

灰铸铁的力学性能及化学成分见下表：1.2 灰铸铁（HT200）在化学成分上的特点主要是含碳量高及硫、磷杂质高，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應力较大的特殊性。

这些因素导致焊接性不良。

主要问题有两方面：一方面是焊接接头冷却速度快及石墨化元素不足易出现白口及淬硬组织;另一方面焊接接头易出现冷裂纹及热裂纹。

1.3 目前在焊接生产中应用于铸铁焊接的方法有多种，根据多年的生产经验，结合需要焊补零件的缺陷特点采用焊条电弧冷焊的操作技术。

此种焊接方法的特点是劳动条件好、工艺过程简单、生产率高、成本低，焊接时焊件的热输入少，从而产生的焊接变形及应力小的特点基本上可以避免白口组织的产生，用于该零件的焊接获得了较好的效果。

1..4焊接材料采用非铸铁型冷焊焊条，是在提高焊缝石墨化能力的基础上，采用细直径焊条、小线能量的断续焊工艺，以降低熔池存在时间，达到降低接头冷却速度，防止白口组织产生的目的，焊条牌号Z308。

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。

铸铁件断裂修复方法
铸铁件断裂修复方法
一、前备工作：
1、清洁断裂表面：用万能机锉根据断裂形状抠出槽口，能尽量把断口抠平，再用直锉把槽口清洁，并把毗邻表面也清洁干净。

2、表面铆接：用焊条铆接断口，使焊接两端的表面接触紧密，以减少钎焊时因不良接触而产生的焊缝热影响范围，减少飞溅和焊屑等。

二、钎焊断裂部位：
1、预备钎料：根据断裂长度准备足够的钎料，比实际钎焊长度多准备10％左右。

2、选择钎剂：通常钎焊时，采用低熔点钎剂，可根据断口的大小选择钎料粗细，一般可采用3～4毫米的钎料。

3、焊接：将钎料放入钎锅中，熔化钎料，加热动作要快，熔池应尽量控制在钎料所包围的范围内。

然后，快速将钎池移至断口处，将钎料沿断口均匀填充，并用钎叉将钎料压实，直至完全填充断口，断裂部位完成钎焊。

三、调和工序：
将断裂部位钎焊完成后，应注意表面调和处理，应将表面上的焊痕看平，使表面光滑。

调和处理可采用锉刀、砂纸、砂轮等工具，以达到金属表面光滑的要求。

四、表面抛光：
在调和工序完成后，可采用抛光砂轮等工具，以提高表面光滑度，以达到更加完美的修复效果。

常用的铸铁补焊方法常用的铸铁补焊方法有热焊法、加热减应区法和冷焊法三种。

(一)热焊法热焊法是在焊接前将被焊补铸件进行整体预热或大范围局部预热到600～650℃(暗红色)后开始焊补的方法。

为防止裂纹，必须保证在焊补过程中铸件的温度不低于400℃，否则，应重新升温，焊后必须加热到600～650℃，消除应力并缓冷。

热焊法的优点是：焊补区温差小，焊件整体受热均匀，焊后冷却慢，可有效地防止裂缝和白口的产生，而且焊缝区易于进行切削加工。

其缺点是加热设备费用高，焊接的劳动强度大。

热焊法的加热方法有：1．焦炭地炉鼓风加热法，这种方法加热速度快，适用于形状简单而且壁厚较大的铸件的预热及焊补，铸件可直接放在炉上预热和缓冷。

2．木柴或木炭砖炉加热法，此法加热缓慢且均匀，适用于小形复杂件的预热。

3．采用煤气、液化石油气或氧乙炔火焰加热。

(二)加热减应区法加热减应区法是利用物体热胀冷缩规律焊补铸铁的方法。

所谓“加热减应区”是指通过加热能减少焊缝处应力的区域。

加热减应区焊的实质是加热某一个或多个局部区域，人为地减少焊补处的应力即减低其拘束度，从而达到防止裂纹产生的焊接方法，详见图5—2。

加热减应区法与热焊法的区别是：热焊法须将铸件全部或大部分预热，并且焊补区也被预热；而加热减应区法只用气焊火焰预热某一个或几个不大的局部(加热减应区)，而焊补区有时不作预热。

加热减应区部位选择的原则是：1．阻碍焊缝金属自由膨胀和收缩的部位，即当该局部加热后，就可使焊缝金属及其它部位有自由膨胀和收缩的可能。

2．加热减应区应与铸件的其它部位联系不多，而且比较牢固。

如边、角部位。

且与焊补区共同受热后冷却时，能够比较自由地与焊补区一同收缩。

减应区可根据需要选择一处或多处。

采取加热减应区法施焊时应注意：加热减应区的加热温度不宜过高，一般不高于750℃，以免使该区性能降低；应在室内避风处焊接；气焊火焰在不焊时要对着空间或减应区，严禁对着其它未焊区域。

加热减应区法克服了热焊法成本高、工艺复杂、生产周期长、焊接时劳动条件差等缺点，因而获得了广泛的应用。

减速机壳体裂纹的冷焊修复
减速机壳体的材质通常是灰口铸铁,在使用过程中常因出现裂纹等缺陷而影响使用甚至报废,造成很大损失。

在施工现场修复时,由于受客观条件(没有专用的加热保温设施)及环境所限,无法采用半热焊法焊补。

而采用电弧冷焊时,工件受热是不均匀的,容易形成较大的内应力产生裂纹和白口组织。

对此我们进行了研究和试验,采取了相应的工艺措施,成功地冷焊修复了减速机壳体。

1焊前准备1.1焊缝处理1.1.1为了防止裂纹继续扩展,在铸件表面裂纹两端点钻出止裂孔,孔径为6ｍｍ～8ｍｍ,深度与裂纹相同,并将止裂孔锉成喇叭形。

1.1.2将裂纹边缘打成6 0°～70°Ｖ形坡口,坡口深度以完全清除裂纹为止。

若条件允许,采用碳弧气刨开坡口,比采用机械方法开坡口更有利于防止裂纹延伸。

1.1.3清理坡口及周围油污及残渣,以免焊缝污染。

1.1.4若条件允许,用气焊火焰将坡口周围2 0 0ｍｍ以内预热到15 0°～2 0 0°,施行低温焊,减小焊缝区与壳体的温差,减小内应力。

1.2机具准备1.2 .1焊机设备。

选用直流焊机,直流反接。

1.2 .2焊条材料。

选。