灰铸铁电弧冷焊法优化方案

电弧冷焊就是采用非铸型组织的焊条，焊前对铸铁被焊部位不预热进行焊接的方法。其基本特点是获得的焊缝不是铸铁成分，所以产生白口的问题不严重，且能使焊缝成为塑性好的组织。

1.焊条的选用

目前异质焊缝铸铁电弧冷焊的焊条种类有高钒铸铁焊条（Z116、Z117）、镍基铸铁焊条（Z308）、铜铁铸铁焊条（Z607）等，其电流选择见表10-28。其中镍基焊条（Z308）焊后可进行机械加工，其他焊条焊后的加工性较差。电弧冷焊前，母材金属不预热，减少了工艺过程，并能节省焊接时间，因此焊接在生产中应用较多，且焊件形状和大小不受限制，易于大批量生产。

2.坡口

铸铁电弧冷焊的坡口形式有裂透缺陷坡口和非裂透缺陷坡口两种形式，如图10-10和图10-11所示。开坡口前应先在裂纹两端钻孔，以免裂纹扩展。坡口表面在机械加工时要尽可能平整，以减少母材的熔入量。坡口及其附近可用气焊火焰分段加热烧尽油污，以达到除油的目的。火焰加热后铸件受热面的温度不宜超过400℃。

表10-28 铸铁电弧冷焊法的电流选择

图10-10 裂透缺陷坡口

a）浅坡口 b）深坡口

图10-11 未裂透缺陷坡口

a）浅坡口 b）深坡口(www.xing528.com)

3.操作要点

对深坡口铸件的焊接，由于焊缝层数多、体积大，焊接应力也很大，因此容易引起焊缝与母材的剥离。

为防止焊缝与母材的剥离，可以采取以下措施：①采用多层焊并采用适当的焊接顺序（从坡口两内壁向中心焊接）；②当焊件断口晶粒粗大、材质较差、焊件受力较大及要求焊缝具有较高的强度时，可采用栽丝法（图10-12），即在母材上钻孔攻螺纹，拧入钢质螺钉，先绕螺钉焊接，再焊螺钉之间，由于钢质螺钉承担了部分焊接应力，因此可以避免焊缝剥离，并提高焊接接头的承载能力。

电弧冷焊的工艺及操作要领是“短段、间断、分散焊，电流较小，熔深浅，锤击焊缝除应力，退火焊道前道软”。为了减小应力和防止裂纹，冷焊时必须防止焊补区局部过热，也就是使焊缝区保持较低温度，以减小与整体温度的差别，因而采用“短段、间断、分散焊”，即每一道焊缝要短，每段焊道长度一般不超过50mm；不应连续施焊，而是分散在多处起焊，如图10-13所示。每一道焊缝施焊后冷却到可以手摸（约60℃）时，再焊下一道焊缝。每道焊缝焊完要立即用带圆头的小锤迅速锤击焊缝金属，直至焊缝上出现密布的麻点并冷却到60℃左右为止。

图10-12 栽丝法

图10-13 电弧冷焊操作方法示意图

a）短段、间断焊 b）短段、间断、分散焊

电弧冷焊时的电流必须严格控制，在保证焊缝与母材熔合良好的情况下，尽可能采用小电流，以免产生裂纹，特别是多层焊的底层和第二层焊缝更要注意使用小直径焊条、小电流施焊，以减少母材在焊缝中所占的比例。焊接电流按焊条直径的28～34倍选择。

多层多道焊时，要针对实际情况，采取合理的焊接方向和顺序，以减少应力，特别是应先焊靠近坡口两侧的焊道，再焊该层的中间焊道。

在最后一道焊缝上加焊退火焊道，注意退火焊道不能与母材衔接。退火焊道的作用是使前一道焊缝底部受到回火作用变软，以改善加工性能。