铸铁和低碳钢焊接技术探讨

铸铁与低碳钢焊接时，由于铸铁在冷却结晶过程中对冷却速度十分敏感，而且强度低、硬而脆、塑性差，因而焊接性很差。二者在焊接时主要存在以下问题：

1）铸铁与钢焊接时，受铸铁与钢化学成分的不同和焊接冷却速度的影响，在焊接接头容易出现白口组织及淬硬组织。

2）铸铁与钢的焊接接头容易产生裂纹。

3）铸铁与钢的焊接接头容易出现气孔。

焊接时，可以先在铸铁一侧用小直径的镍基焊条或铸铁焊条堆焊过渡层，堆焊要间隔、交错和分段进行，再用J507焊条等在过渡层上堆焊中间层，最后用J507焊条将钢与铸铁焊接起来。铸铁与钢的焊接材料选用见表10-58。

表10-58 铸铁与钢的焊接材料选用

铸铁与低碳钢的焊接通常有电弧热焊法及电弧冷焊法。

1.电弧热焊法

选用铸铁芯焊条（在焊芯外面涂石墨化药皮），通过焊芯和药皮向焊缝过渡碳、硅等石墨化元素，也可选用钢芯石墨化药皮焊条Z208，通过药皮向焊缝过渡石墨化元素。

焊前将铸铁件被焊部位加热到400～600℃，此时铸铁的屈服强度很大，内应力很小，可以大大减少裂纹倾向，防止出现白口组织。

热焊时，电弧稍倾向铸铁母材金属侧，焊接过程中两种母材金属温度不低于400℃，否则易出现裂纹。采用直径为4mm的Z208焊条焊接时，电弧长度为3～5mm；采用直径为10mm的铸铁芯焊接时，电弧长度为8～10mm。焊接坡口根部和边缘时，不要用电弧直接加热该部位，通过熔池金属将热量传至坡口使之熔化，这样既可保证焊缝的熔合比，又能避免咬边或熔合不良等缺陷。

焊接电流的选择参考单独焊接灰铸铁的工艺参数。焊接电流过大，两种母材金属熔化量过多，对焊缝石墨化不利。

焊后进行消除应力热处理，即将冷却至100～200℃的焊接接头加热到600～620℃，每25.4mm保温1h，然后缓冷（冷却速度28℃/h），以防止产生裂纹，降低硬度，也可采用石棉垫或草木灰覆盖缓冷至常温。(www.xing528.com)

2.电弧冷焊法

用电弧冷焊法对灰铸铁与碳钢进行焊接时，宜选用高镍、镍铁等焊条，电弧冷焊焊条的选择见表10-59。焊条必须进行150℃～200℃烘干，保温1～2h。

表10-59 铸铁与碳钢电弧冷焊焊条的选择

（续）

焊前认真清理灰铸铁与碳钢的接头表面，露出纯净的基体金属。焊接坡口参照碳钢的坡口形式及尺寸。采用对接接头时灰铸铁一侧开35°～45°的单面V形坡口，碳钢一侧开15°～25°的V形坡口。搭接时，灰铸铁一侧开20°～25°的V形坡口。装配间隙要尽量小，通常为0.5～2.0mm。可用栽丝法来提高焊接接头的强度。

当刚度大的碳钢和有白口倾向的铸铁进行焊接时，应先对被焊接头进行退火或回火处理，以便消除残留应力。

通常可以先在铸铁一侧用小直径的镍基焊条或铸铁焊条堆焊过渡层，堆焊要间隔、交错和分段进行，再用碳钢焊条在过渡层上堆焊中间层，最后用碳钢焊条将中间层与钢焊接起来。铸铁与碳钢电弧冷焊采用镍基焊条时的焊接参数见表10-60。

表10-60 铸铁与碳钢电弧冷焊采用镍基焊条时的焊接参数

焊接过程中要采用小电流、小热输入、窄焊道、短弧操作、锤击焊道等工艺措施。焊接完成的接头必须缓慢冷却，如果发现裂纹等缺陷，用电弧吹掉并重新焊接。