浅谈铸铁件的焊接

【摘要】：铸铁是一种生产成本低廉但具有许多优良性能的金属材料，目前在工业生产中得到了普遍的应用，文章简要介绍了铸铁件的焊接方法。

【关键词】：铸铁件； 焊接

中图分类号： TG143文献标识码：A 文章编号：

铸铁的性质及分类

铸铁，是含碳量超过2%的铁碳合金，铸铁中除了碳，还有硅、锰、硫、磷等其他元素，在一些特殊用途的铸铁中，根据需要，还可以加入锰、铜、钼及铝等合金元素，铸铁按所含碳元素的存在形式不同又分为灰口铸铁、球墨铸铁、可煅铸铁、白口铸铁。

1.1灰口铸铁

工业上大部分用的铸铁都是灰口铸铁，它的制造成本低，一般用来制造如：机床支架、皮带轮、减速机外壳、设备外壳和底座等。

灰口铸铁的断面呈灰色，其所含的碳的80%以片状石墨形式存在，由于碳元素（石墨）在合金中自由存在，使灰口铸铁有一系列的良好性能，如良好的铸造性、耐磨性、抗震性、切削加工性，但因石墨片强度低，相当于小的裂缝割裂基体，破坏了基体的连续性，在尖端处容易造成应力集中，所以灰口铸铁强度低，塑性差，可焊性不如一般结构钢等缺点，生产上常见灰口铸铁的焊熔点为1130～1250℃，比重为6.9～7.9g/cm3，收缩率为0.7～0.8%。

1.2白口铸铁

白口铸铁断面呈亮白色，它的性质硬而脆，冷加工及热加工都很困难，及难焊接，因此生产上较少应用，一般只用做可锻铸铁原料或不需再加工的特殊耐磨件上。

1.3可锻铸铁

可锻铸铁具有很高的强度、塑性和韧性，可焊性优于灰口铸铁，它是利用白口铸铁，经适当的石墨化退火处理而得到的，常用于汽车，拖拉机的前后桥、转向机构，管道配件等。

1.4球磨铸铁

在铸造过程中，把镁和硅（或其它球化剂）按一定比例数量加入熔化的铁水中，使铁中的石墨球化得到的铸铁称为球磨铸铁，它的制造成本较高。球磨铸铁结晶很细密，具有很高的强度，其抗拉强度远远超过灰口铸铁和可锻铸铁，而与铸钢相似，并且有很好的塑性，它还可以通过热处理，再提高它的机械性能，由于球磨铸铁有上述优点，目前它已被用于机械制造业中，用于制做内燃机和空压机的曲轴、连杆，凸轮轴机床中的主轴、锅轮锅杆及大型水压机、工作缸、活塞等重要零件。球磨铸铁的可焊性比灰口铸铁好，某种程度上与铸铁相似。铸铁种类目前已发展较多，以上几种仅是日常接触较多的品种。

铸铁件的焊接

2.1影响铸铁焊接性能的因素

比起低碳钢来，铸铁含碳量较高，强度低脆性大，对加热和冷却速度极为敏感，因此如果焊接铸铁件时采用的工艺方法不正确，则极易产生硬而脆的焊缝，焊后如需要机械加工也很困难，有时甚至还会引起焊缝裂纹、气孔、咬边等缺陷。

2.2铸铁件的焊接方法

铸铁件的焊接方法，通常采用的有手工电弧焊、二氧化碳气体保护焊及手工电渣焊及气焊，按其焊接工艺过程的特征，可采用热焊法、半热焊法和冷焊法三种焊接方法。

2.2.1热焊法

把铸铁工作整体或局部预热到600～700℃，然后再焊补，焊补后缓慢冷却，这种铸铁的焊补工艺称为热焊，热焊可采用手工电弧焊和气保焊在平焊位置来完成，因热焊时工件预热温度高达600～700℃，对于大型铸件有较大的难度，并且工件焊接时将不可避免地产生变形，同时热焊通常采用大直径焊条，焊接电流大，需要容量大的设备，而且焊工要在高温环境下操作，劳动强度大，工作条件恶劣，因此热焊法只用于重要的工件焊补。

2.2.1.1焊接

（1）、焊缝的处理

铸铁件的热焊在焊补前须将工件的缺陷彻底清理干净，直到出现洁净金属为止，对于裂纹，须在裂纹的两端头钻止裂孔，然后再修成坡口，坡口的宽度要便于焊接操作，在施焊前，应将坡口及其两侧１０～２０ｍｍ范围内的熔渣、油污、水迹等清除干净。

（2）、焊件的焊前预热

焊件的焊前预热是最重要的工序，当预热温度在600～650℃时，焊后熔合区一般不会出现白口等现象，预热时要尽量缓慢和均匀，避免因热应力引起的开裂。

（3）、焊条的选用

热焊法通常使用的焊条有铸208、铸248等，焊前需将焊条按规定进行烘焙。

（4）、铸焊件的焊接

铸铁的热焊法焊接通常采用大电流连续性的单层或多层焊法，同时在焊接时，除焊热的部位外，其余部分均须遮盖起来，以减少热量的散发，而且也可减轻焊工受高温的烘烤，热焊时不能将焊件置于通风场所进行焊接，焊后对焊件和焊口应有保温措施，让其缓慢冷却，从而获得良好的焊接质量。

2.2.2半热焊法

铸铁的焊前预热温度不超过400℃左右，这种焊接方法就称为半热焊，半热焊的操作工艺与热焊法基本相同，只是预热温度较低。

2.2.3冷焊法

铸铁手工电弧冷焊法是一种焊件在常温下不需要预热即可施焊的一种焊接方法，它与热焊法和半热焊法不同，不需要先对焊件预热加温和焊后热处理保温等措施，它可以实行平、立、仰、横焊，因此铸铁冷焊法优越于热焊法和未热焊法，效果也显著，通常的铸铁焊接均采用此种方法。

2.2.3.1焊接

（1）焊缝的处理

铸铁件的冷焊对焊缝的要求与热焊法相同。

（2）焊条的选用

冷焊法可选用铸100、铸116、铸117、铸308、铸408、铸508等焊条，焊条在使用前须烘焙。

（3）焊件的焊接

铸件的冷焊可采用小电流，段焊或多层多道法，段焊时每段焊缝长度保持在3cm左右，焊时须注意焊缝温度不能过高，通常焊缝温度控制在80℃以下。

（4）、铸铁件在焊接后常见的缺陷及防止方法

铸铁件在焊接后常见的缺陷主要有咬边、裂纹、气孔、白口等，这些缺陷直接影响到涵缝的质量，通常采用的防止方法有：

选用较小直径的焊条；

选用较小的电流；

坡口要求干净；

焊机空载电压应大于70伏；

选用较低电弧；

焊条角度尽量大一些；

选用正确的敲击方法；

结语：

铸铁种类目前已发展较多，焊接方法及工艺也不尽相同，以上几种焊接方法仅是对日常接触的铸铁件进行了浅谈。