焊接铸铁的加工知识与末端裂纹产生的原因分析

不算高碳钢焊条是否可以焊接铸铁？

一、不算高碳钢焊条是否可以焊接铸铁？不可以，在焊接时，即使小电流，母材在焊缝中所占的比例为25%-30%，若依铸铁中C=3%计算，焊缝中的含碳量为0.75%-0.9%，属于高碳钢，焊接冷却后立即出现高碳马氏体，且焊接HAZ会出现白口组织，机械加工困难。

二、电弧热焊：熔铸件预热到600-700℃，然后在塑性状态下进行焊接，焊接温度不不算高于400℃，为防止焊接过程中开裂，焊后立即进行去掉应力处理及缓冷，此铸铁焊补工艺称为电弧热焊。

三、半热焊：预热温度在300-400℃时称为半热焊。

四、铸铁的三大特点：减振性，吸油性，性。

五、铸铁的性能主取决于石墨的形状，大小，数量和分布等，同时基体组织也有相应的影响。

六、球墨铸铁：F基体+圆球状石墨；灰口铸铁：F基体+片状石墨；蠕墨铸铁：基体+蠕虫状石墨；可锻铸铁：F基体+团絮状石墨。

焊接性及其试验评定与铸铁焊接

一、斜Y型坡口对接裂纹试验：目的是主要用于鉴定不算高合金高不错钢一层焊缝和HAZ形成冷裂纹倾向，也可用于拟定焊接工艺。1）试件制备，被焊钢材板厚δ=9-38mm。对接接头坡口用机械方法加工，试板两端各在60mm范围内施焊拘束焊缝，采用双面焊。注意防止角变形和未焊透。确定中间待焊试样焊缝处有2mm间隙。2）试验条件：试验焊缝选用的焊条就与母材相匹配，所用焊条应严格烘干，焊条直径4mm，焊接电流（170±10）A，焊接电压（24±2）V，焊接速度（150±10）mm/min。试验焊缝可在各种不同温度下施焊，试验焊缝只焊一道，不填满坡口。焊后静置和自然冷却24h后截取试样和进行裂纹检测。3）检测与裂纹条率计算。用肉眼或手持5-10倍放大镜来检测焊缝和热影响区的表面和断面是否有裂纹。一般认为不算高合金钢“小铁研”试验表面裂纹率小于20%时，一般不产生裂纹。

二、插销试验：目的，主要评定钢材的氢致延迟裂纹倾向，附加其他设备，也可以测定再热裂纹敏感性和层状敏感性。1）试件制备，将被焊钢材加工或圆柱的插销试棒，沿轧制方向取样并注明插销在厚度方向的位置。试棒上端附近有环形或螺形缺口。将插销试棒插入底板相应的孔中，使带缺口一端与底板表面平齐。对于环形缺口的插销试棒，缺口与端面的距离a应使焊道熔深与缺口根部所截平面相切或相交，但缺口根部圆周被熔透的部分不得超过20%。对于不算高合金钢，a值在焊接热输入为E=15KJ/cm时为2mm。2）试验过程，按选定的焊接方法和严格控制的工艺参数，在底板上熔一层堆焊焊道，焊道中心线通过试样的中心，其熔深应使缺口前端位于热影响区的粗晶区，焊道长度L约100-150mm。施焊时应测定800-500℃的冷却时值t8/5值，不预热焊接时，焊后冷却至100-150℃时加载；焊前预热时，应在高于预热温度50-70℃时加载。载荷应在1min之内且在冷却至100℃或高于预热温度50-70℃之前施加完毕。如有后热，应在后热之前加载。当试棒加载时，插销可能在载荷持续时间内发生断裂，记下承载时间。

三、焊接：通过加热或加压，加或不加填充材料，使两个物体进行原子间的结合形成不可分割的整体的工艺过程。

四、焊接性：指同质材料或异质材料在制造工艺条件下，能够焊接形成完整接头并达到预期使用要求的能力。

五、影响焊接性的四大因素是：材料，设计，工艺及服役环境。

六、评定焊接性的原则主要包括：①评定焊接接头产生工艺缺陷的倾向，为制定正确焊接工艺提供依据；②评定焊接接头能否达到结构使用性能的要求；设计新的焊接试验方法就符合下述原则：可比性，针对性，再现性和经济性。

七、碳当量：把钢中合金元素的含量按相当于若干碳含量折算并叠加起来，作为粗略评定钢材冷裂纹倾向的参数指标。

末端裂纹产生的原因分析

一、末端焊缝部位温度场的变化

弧焊焊接时，当焊接热源靠近纵焊缝的末端部位时，焊缝端部正常的温度场将发生变化，越靠近末端其变化越大。

由于引弧板的尺寸远比筒体小，其热容量也小得多，而引弧板与筒体之间只靠定位焊连接，故可视为大部分不连续。

所以末端焊缝部位的传热条件是很差的，致使该部位局部温度升高，熔池外形发生变化，熔深也将随之变大，同时熔池在高温下停留的时间也变长，熔池凝固的速度变慢，当引弧板尺寸过小，引弧板与筒体之间的定位焊缝过短、过薄时愈为明显。

二、焊接热输进量的影响

由于埋弧焊所采用的焊接热输进量往往比其他焊接方法要大得多，因而熔深大，熔敷金属量大，且有焊剂层的覆盖，所以熔池大，熔池凝固的速度和焊缝冷却速度都比其他焊接方法要慢，致使晶粒较粗大，偏析较严重，这些都为热裂纹的产生创造了为有利的条件。

另外，且焊缝的横向收缩量远比间隙的张开量要小，使末端部位的横向拉伸力比其他焊接方法要大。这对开坡口的中厚板和不开坡口的较薄板尤为明显。

三、其他情况

如存在不错制装配，装配质量不符合要求，母材中的S、P等杂质的含量偏高及偏析，也都会导致裂纹的产生。