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【船舶知识】灰口铸铁与碳钢要这样焊接

【船舶知识】灰口铸铁与碳钢要这样焊接 武昌造船
2019-10-09
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导读:灰口铸铁与碳钢焊接详解!



◎转自丨焊潮网

灰口铸铁与碳钢焊接详解!


灰口铸铁与碳钢焊接时,所采用的焊接方法主要是手工电弧焊(包括热焊法、冷焊法)。此外,还可以采用CO气体保护焊、氩弧焊、等离子弧焊、钎焊和扩散焊等方法。




1)灰口铸铁与碳钢的电弧热焊



所谓电弧热焊,就是焊前将铸铁母材被焊部位预热到400~700℃(暗红色),然后进行焊接,焊后再进行缓冷的焊接方法。施焊前去除铸铁和钢表面的氧化皮、油脂、水分。焊条可选用Z208、Z408或结构钢焊条J422、J507。


电弧热焊的工艺过程如下:


①焊前将铸铁件被焊部位加热到400~600℃,此时铸铁的屈服点很大,内应力很小,可以大大减少裂纹倾向,防止出现白口组织。


②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。


③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。


④焊接电流的选择可参考单独焊接灰口铸铁的工艺参数。焊接电流过大,两种母材金属熔化量过,对焊缝石墨化不利。


⑤焊接坡口根部和边缘时,不要用电弧直接加热,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。


⑥焊后进行消除应力热处理,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,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。


2)灰口铸铁与碳钢的电弧冷焊



所谓电弧冷焊,就是焊前对铸铁被焊部位不预热,或低温预热( 400以下)再进行焊接的方法。电弧冷焊与电弧热焊相比,焊前母材金属不预热,减少了工艺过程,节省焊接时间,具有一定的推广价值,焊接生产中应用较多,焊件形状和大小不受限制,易于大批量生产。


电弧冷焊的工艺过程如下:


①焊前认真清理灰口铸铁与碳钢的接头表面,露出纯净的基体金属。焊接坡口參照碳钢的坡口形式及尺寸。采用对接接头时,灰口铸铁侧开35°~45°的单面V形坡口;碳钢侧开15°~25°的v形坡口。搭接时,灰口铸铁-侧开20~25°的V形坡口。


②灰口铸铁与碳钢装配时,装配间隙要尽量小,通常为0.5~2.0mm。为了提高焊接接头的强度,可在坡口钻孔、攻丝及拧上螺钉,螺钉可装在坡口侧或两侧。接头厚度安置螺钉的关系见表9。



③焊接有白口倾向的铸铁和刚度大的碳素钢时,先对被焊接头进行退火或回火处理,以便消除残余应力。


④当用电弧冷焊法对灰口铸铁与碳钢进行焊接时,宜选用高镍、镍铁等焊机。电弧冷焊焊条的选择见表10。



填充材料必须进行150~200℃烘干,保温时间为1~2h。选用镍基焊条电弧冷焊灰口铸铁与碳钢时,焊条直径与焊接电流的关系见表11。


⑤电弧冷焊时,通常先在铸铁一侧坡口中堆焊过渡层,在过渡层上堆焊一层中间层,以利于碳素钢的连接。然后用碳钢焊条将中间层与碳钢连接起来。


⑥施焊过程中应采用小电流.短弧、小线能、窄道焊、锤击焊道松驰应力等工艺措施。电弧冷焊过程中,灰口铸铁一侧的热量应占20%,碳钢侧的热量应占25%,焊条热量占30%,电弧热量占25%。


⑦电弧冷焊后的焊接接头必须缓慢冷却,出现裂纹等缺陷时用电弧吹掉,重新焊接。


⑧钎焊采用钎焊方法时,在450~510℃催化的熔融盐池中清除石墨、表面氧化物等,以改善钎料在铸铁表面的润湿性。钎焊时母材不熔化,不参与冶金反应,这时铸铁焊接非常有利。


灰口铸铁与碳钢的钎焊工艺要点。



1.灰口铸铁与Q235低碳钢钎焊,多采用氧-乙炔焰作热源,有时也采用氩弧(TIG)作为热源。

2.多采用铜基钎料,-般铜为52%~56%,其余为锌。这种钎料接头强度低(117.6~147IPa),焊后钎缝颜色为黄色,与铸铁颜色相差很大。若要求钎缝与铸铁、钢表面颜色相近,可以采用如下钎料:Cu48%~50%,Mu9.5%~10.5%,Ni3.5%~4.5%,Sn0.3%~0.7%,Al0.2%~0.4%,其余为Z。

3.一般采用硼砂作为钎剂。

4.钎焊前清理工件表面,利用喷砂或火焰清除灰[铸铁表面上的石墨。

5.为提高钎焊缝的强度,钎焊后可在700~750℃退火处理。20min,以利于增强钎料与母材互相扩散。

END


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