【正文】 很有利。Ni、Cu為非C化物形成元素，不會(huì)與C 形成高硬度的碳化物。鑄鐵冷焊時(shí)，HAZ的白口區(qū)附近是最薄弱的環(huán)節(jié)，故多層焊時(shí)，由于焊接應(yīng)力大，較易發(fā)生剝離性裂紋。必要時(shí)還可采取分散焊，即不連續(xù)在一固定部位焊補(bǔ)，而換在焊補(bǔ)區(qū)的另一處焊補(bǔ)，這樣可更好地避免焊補(bǔ)處局部溫度過(guò)高，從而避免裂紋產(chǎn)生。，斷續(xù)分散焊及焊后錘擊工藝焊縫越長(zhǎng)，焊縫所承受的拉應(yīng)力越大，故采用短段焊有利于減低焊縫應(yīng)力狀態(tài)，減弱焊縫發(fā)生裂紋的可能性，焊后應(yīng)立即采用小錘快速錘擊處于高溫而具有較高塑性的焊縫，以松弛焊補(bǔ)區(qū)應(yīng)力，防止裂紋的產(chǎn)生。① 電流小，熔深小，鑄鐵中的C、S、P等有害物質(zhì)可少進(jìn)入焊縫，有利于提高焊縫質(zhì)量。在保證順利運(yùn)條及熔渣上浮的前提下，宜用較窄的坡口。清除焊件及缺陷的油污（堿水、汽油擦洗，氣焊火陷清除）、鐵銹及其它雜質(zhì)，同時(shí)將缺陷預(yù)析制成適當(dāng)?shù)钠驴?。原因：焊接電流密度大，熔深大，母材中C、S、P向焊縫過(guò)渡多，半熔化區(qū)白口層隨電流減小而減薄。焊速：以10～12m/h為宜，18～20m/h時(shí)焊縫組織變壞，馬氏體增加，3～4m/h時(shí)HAZ白口明顯小。此外，CO2保護(hù)焊有一定的氧化性，對(duì)焊縫中的C的氧化燒損也能起一些作用，這些都可使焊縫含C量降低。細(xì)絲CO2氣體保護(hù)焊采用小電流，低電壓焊接且屬于短路過(guò)渡過(guò)程，故有利于減少母材熔深，降低焊縫含碳量，短路過(guò)渡時(shí)，熱輸入小，有利于降低焊接應(yīng)力。⑤ Cu鋼焊條所焊焊縫顔色與母材差別較大。③ Cu是弱石墨化元素，而且其擴(kuò)散能力較弱，焊縫接頭上白口區(qū)較寬。第一層焊縫時(shí)，鑄鐵中的C較多地熔入焊縫中，由于Cu不溶解C，也不與C形成碳化物，C全部與焊條及母材熔化后的Fe結(jié)合，在焊縫快冷情況下，形成M、Fe3C等高硬度組織。但Cu基鑄鐵焊條中含F(xiàn)e量超過(guò)30%后，則焊縫的脆性增大，容易出現(xiàn)低溫裂紋。但純Cu焊縫對(duì)熱裂紋很敏感，抗拉強(qiáng)度低，在焊縫中加入一定量的Fe,可大大提高焊縫的抗熱裂性能。據(jù)研究，向焊縫中加入適當(dāng)稀土后，可消除焊縫熱裂紋，使接頭強(qiáng)度與灰鑄鐵母材相匹配。⑵焊接接頭的加工性接近純鎳焊條而稍優(yōu)于NiFe焊條。特點(diǎn)：⑴半熔化區(qū)白口較窄，介于純Ni焊條與NiFe焊條之間。③ EZNiCu焊條它是Ni70Cu30合金焊芯，石墨型藥皮鑄鐵焊條，由于Ni70Cu30的NiCu合金又稱為Monel合金，故人們常稱該焊條為蒙乃爾焊條。⑶抗裂性能優(yōu)于純Ni及NiCu鑄鐵焊條。⑵焊縫有較高的塑性，伸長(zhǎng)率10%左右。⑷焊縫有一定塑性，伸長(zhǎng)率5%，Ni 53～60%,Fe 47～40%.② EZNiFe焊條它是NiFe合金焊芯，石墨型藥皮的鑄鐵焊條。⑵。我國(guó)目前生產(chǎn)的鎳基鑄鐵焊條主要有下列幾種：① EZNi焊條它是純鎳焊芯、石墨型藥皮的鑄鐵焊條。③鎳基焊條的最大特點(diǎn)是焊縫硬度較低，半熔化區(qū)白口層薄，適用于加工面焊補(bǔ)，而且鎳基焊縫的顔色與灰鑄鐵母材相接近，更利于加工面焊補(bǔ)。適量C可以縮小液固相線結(jié)晶區(qū)間，也就是縮小高溫脆性溫度區(qū)間，從而有利于提高焊縫抗裂紋的能力。我國(guó)目前應(yīng)用的鎳基鑄鐵焊條所用焊芯有純鎳焊芯、鎳鐵焊芯[W(Ni)=55%,余為Fe]、鎳銅焊芯[W(Ni)=70%,余為Cu]三種，所有鎳基鑄鐵焊條均采用石墨型藥皮，也就是說(shuō)，藥皮中含有較多的石墨。例：純Ni，1300℃，溶解2% 的C,溫度下降后會(huì)有少量C由于過(guò)飽的而以細(xì)小的石墨析出，故焊縫有一定的塑性與強(qiáng)度，且硬度較低。Ni、Cu為非C化物形成元素，不會(huì)與C 形成高硬度的碳化物。細(xì)絲CO2氣體保護(hù)焊有一定的氧化性，對(duì)焊縫中碳的氧化燒損也能起一定作用，這些都可使焊縫含碳量得到降低。釬焊時(shí)母材不熔化，故對(duì)避免鑄鐵焊接接頭出現(xiàn)白口是非常有利的，使接頭有優(yōu)良的加工性。由于工件受熱面積大，焊接熱應(yīng)力較大，焊補(bǔ)剛度較大的缺陷時(shí)比熱焊更生冷裂紋。將工件整體或有缺陷的局部位置預(yù)熱到600～700℃（暗紅色），然后進(jìn)行焊補(bǔ)，焊后并進(jìn)行緩冷的鑄鐵焊補(bǔ)工藝，人們稱“熱焊”。此外，細(xì)絲CO2氣體保護(hù)焊有一定的氧化性，對(duì)焊縫中碳的氧化燒損也能起一定作用，這些都可使焊縫含碳量得到降低。與電弧焊、氣焊不同，釬焊前必須用機(jī)械方法將釬焊處露出金屬光澤，否則釬焊不上，這可能影響在鑄鐵釬焊上的推廣。釬焊接頭強(qiáng)度σb＞196MPa，完全滿足HT200鑄鐵力學(xué)性能的要求，顏色與鑄鐵接近。近年來(lái)，我國(guó)已經(jīng)在研制出新型的錳鎳銅鋅釬料及相應(yīng)的釬劑（見(jiàn)表67和表68），用于鑄鐵的釬焊取得較好的效果。在黃銅中加入少量的錫可提高釬料的流動(dòng)性。但錳加入后易形成脆性β相，使釬焊焊縫塑性降低。經(jīng)過(guò)對(duì)有關(guān)相圖分析，可以知道在上述黃銅的基礎(chǔ)上加入一定量的錳有利于問(wèn)題的解決。故黃銅釬焊在一些修配廠應(yīng)用還是可以的，但應(yīng)用于要求較高的新鑄鐵件缺陷的補(bǔ)焊上往往難于滿足要求。黃銅釬焊鑄鐵在我國(guó)有一定的應(yīng)用。這種釬料我國(guó)有定型產(chǎn)品，型號(hào)為“HL103”。國(guó)內(nèi)外一般都采用氧乙炔焰釬焊鑄鐵。 灰鑄鐵的釬焊釬焊時(shí)母材不熔化，故對(duì)避免鑄鐵焊接接頭出現(xiàn)白口是非常有利的，使接頭有優(yōu)良的加工性。⑵焊縫為鑄鐵型，由于冷速快，焊縫易出現(xiàn)白口。）近期，通過(guò)冶金處理，改變焊縫石墨的形態(tài)，甚至使石墨成為球狀，并控制基體為鐵素體+珠光體，使焊縫的抗冷裂能力獲得提高。為了防止焊接接頭上出現(xiàn)白口及淬硬組織，采取大的焊接熱輸入工藝，即采用大電流、連續(xù)焊工藝來(lái)降低焊縫冷卻速度。⑶焊縫含Si量%時(shí)，Si對(duì)鐵素體固溶強(qiáng)化，使焊縫硬度升高，C不存在這一問(wèn)題。原因：⑴提高焊縫含C量對(duì)減弱與消除半熔化區(qū)白口作用比提高Si有效，因?yàn)橐簯B(tài)時(shí)，C的擴(kuò)散能力比Si強(qiáng)十倍左右。冷焊條件下焊縫中W(C)=%～%,Si=%～%,C+Si=～10%，比較合適。②焊件上的溫度場(chǎng)很不均勻，使焊縫產(chǎn)生較高的拉應(yīng)力，而灰鑄鐵的焊縫強(qiáng)度較低，基本無(wú)塑性，焊后很容易產(chǎn)生冷裂紋。對(duì)于預(yù)熱很困難的大型鑄件或不能預(yù)熱的已加工面等情況更適于采用。缺點(diǎn)：工件受熱面積大，焊接熱應(yīng)力較大，焊補(bǔ)剛度較大的缺陷時(shí)比熱焊更生冷裂紋。在采用適當(dāng)成分的鑄鐵焊芯對(duì)薄壁件的缺陷進(jìn)行氣焊焊補(bǔ)時(shí)，由于冷速較慢，有利于石墨化過(guò)程的進(jìn)行。 氣焊應(yīng)用：氧乙炔火焰溫度（3400℃）比電弧溫度（6000～8000℃）低很多，而且熱量不集中，很適于薄壁鑄件的焊補(bǔ)。外皮由低碳鋼帶制成，內(nèi)裝有石墨、硅鐵、鋁粉等石墨化劑。電弧熱焊主要適用于厚度大于10mm以上工件缺陷的焊補(bǔ)，若對(duì)10mm以下薄件的焊補(bǔ)，則易發(fā)生燒穿等問(wèn)題。新國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)這兩種焊條均屬E2C型焊條。我國(guó)目前采用的電弧熱焊焊條有兩種：① 采用鑄鐵芯加石墨型藥皮，鑄248，直徑6mm以上。焊接材料：鑄鐵熱焊時(shí)雖采取了預(yù)熱緩冷的措施，但焊縫一般還是快于鑄鐵鐵液在砂型中的冷卻速度，為了保證焊縫石墨化，不產(chǎn)生白口組織且硬度合適，焊縫中總的C、Si含量還應(yīng)稍大于母材。鑄鐵焊補(bǔ)前，進(jìn)入裝有傳送帶的煤氣加熱爐，依次經(jīng)過(guò)低溫（200～350℃）、中溫（350～600℃）及高溫（600～700℃）加熱，使焊件升溫緩慢而均勻，然后出爐焊補(bǔ)，焊補(bǔ)后再把焊件送入另一傳送帶，反過(guò)來(lái)由高溫區(qū)到低溫區(qū)出爐，以消除焊接應(yīng)力。②將焊件加熱到600～700℃需消耗很多燃料，焊補(bǔ)成本高，工藝復(fù)雜，生產(chǎn)率低。②600～700℃預(yù)熱，石墨化過(guò)程進(jìn)行比較充分，焊接接頭有完全防止白口及淬硬組織的產(chǎn)生，從而有效地防止了裂紋。預(yù)熱溫度不能超過(guò)共析溫度下限，否則焊后焊件因相變的結(jié)果，會(huì)引起焊件基體組織的變化，從而引起焊件力學(xué)性能的變化。預(yù)熱的選擇：對(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜（如缸體）且焊補(bǔ)處拘束度很大的焊件，宜采用整體預(yù)熱，采用局部預(yù)熱焊，會(huì)在焊補(bǔ)處產(chǎn)生高拉應(yīng)力，而不再出現(xiàn)裂紋。當(dāng)時(shí)焊接冶金還未開(kāi)始系統(tǒng)研究，人們就用與灰鑄鐵件成分基相同的鑄鐵圓棒（沒(méi)有藥皮）作為焊接材料進(jìn)行鑄鐵件缺陷的焊補(bǔ)嘗試，發(fā)現(xiàn)焊后焊縫易出現(xiàn)裂紋，焊縫白口嚴(yán)重，為了解決上述問(wèn)題，于是人們采取了對(duì)工件進(jìn)行整體預(yù)熱焊接的嘗試，發(fā)現(xiàn)這樣做有助于問(wèn)題的解決，所以熱焊是鑄鐵焊接應(yīng)用最早的一種工藝，以后焊接工作者又不斷地完善熱焊工藝。焊縫是易出現(xiàn)的缺陷，如可發(fā)生在焊縫區(qū)或熱影響區(qū)上的冷裂紋和熱裂紋。另一方面焊接接頭易出現(xiàn)裂紋。焊接過(guò)程具有冷速快及焊件受熱不均勻而形成焊接應(yīng)力較大的特殊性。 小結(jié)灰鑄鐵在化學(xué)成分上的特點(diǎn)是碳高及S、P雜質(zhì)高，這就增大了焊接接頭對(duì)冷卻速度變化的敏感性及冷熱裂紋的敏感性。解決措施：① 冶金方面：調(diào)整焊縫化學(xué)成分，使其脆性溫度區(qū)間縮小，加入稀土元素，增強(qiáng)脫S、P反應(yīng)，使晶粒細(xì)化，以提高抗熱裂性能。這種熱裂紋往往隱藏在焊縫下部，從焊縫表面不易發(fā)覺(jué)。產(chǎn)生原因：當(dāng)用低碳鋼焊條焊鑄鐵時(shí)，即使采用小電流，第一層焊縫中的熔合比也在1／3～1／4，～%，鑄鐵含S、P量高，焊縫平均含S、P也較高，焊接表層含C及S、P較低，越靠近熔合線，焊縫含C及S、P越高。） 熱裂紋產(chǎn)生材質(zhì)：采用低碳鋼焊條與鎳基鑄鐵焊條冷焊時(shí)，焊縫較易出現(xiàn)屬于熱裂紋的結(jié)晶裂紋。③ 在修復(fù)厚大件的裂紋缺陷時(shí)，可在坡口兩側(cè)進(jìn)行栽絲法焊接（坡口大、焊層多、積累焊接應(yīng)力大。如采用預(yù)熱焊。使冷裂紋可能發(fā)生在離熔合線稍遠(yuǎn)的熱影響區(qū)上。在該二區(qū)間產(chǎn)生一定的切應(yīng)力。當(dāng)焊接拉應(yīng)力超過(guò)某區(qū)的強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)在該區(qū)發(fā)生裂紋。2）發(fā)生在焊縫熱影響區(qū)的冷裂紋發(fā)生部位：含有較多滲碳體及馬氏體的HAZ，也可能發(fā)生在離熔合線稍遠(yuǎn)的HAZ。%時(shí)[焊縫中C=%、Si=%]，焊縫部分球化，另有部分蠕蟲(chóng)狀石墨及少量片狀石墨，焊縫中無(wú)白口鑄鐵組織。③加入既能改變石墨形態(tài)又能促使石墨化的元素。焊縫二次相變產(chǎn)生焊縫應(yīng)力松弛的原因：其一、金屬及合金在相變過(guò)程中塑性增加，這種特性稱相變塑性。防止措施：①對(duì)焊補(bǔ)件進(jìn)行整體預(yù)熱（550～700℃）能降低焊接應(yīng)力。石墨以團(tuán)絮狀存在時(shí)，焊縫具有較好的抗裂性能。② 與焊縫石墨形狀有關(guān)粗而長(zhǎng)的片狀石墨容易引起應(yīng)力集中，會(huì)減小抗裂性。影響因素：① 與焊縫基體組織有關(guān)，焊縫中滲碳體越多，焊縫中出現(xiàn)裂紋數(shù)量越多。當(dāng)應(yīng)力超過(guò)此時(shí)鑄鐵的強(qiáng)度極限時(shí)，即發(fā)生焊縫裂紋。當(dāng)片狀石墨方向與外加應(yīng)力方向基本垂直，且兩個(gè)片狀石墨的尖端又靠得很近，在外加應(yīng)力增加時(shí)，石墨尖端形成較大的應(yīng)力集中。產(chǎn)生原因：焊接過(guò)程中由于工件局部不均勻受熱，焊縫在冷卻過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力，這種拉應(yīng)力隨焊縫溫度的下降而增大。原因：一方面是鑄鐵在400℃以上時(shí)有一定塑性；另一方面焊縫所承受的拉應(yīng)力是隨其溫度下降而增大。 裂紋是易出現(xiàn)的缺陷 冷裂紋可發(fā)生在焊縫區(qū)或熱影響區(qū)上1）焊縫處冷裂紋產(chǎn)生部位：鑄鐵型焊縫當(dāng)采用異質(zhì)焊接材料焊接，使焊逢成為奧氏體、鐵素體，銅基焊縫時(shí)，由于焊縫金屬具有較好的塑性，焊接金屬不易出現(xiàn)冷裂紋。在隨后冷卻過(guò)程中，奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w類組織。 重結(jié)晶區(qū)很窄，加熱溫度范圍780～820℃。該區(qū)硬度比母材有一定提高。在共析轉(zhuǎn)變快時(shí)，奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w類型組織。 奧氏體區(qū)該區(qū)被加熱到共晶轉(zhuǎn)變下限溫度與共析轉(zhuǎn)變上限溫度之間。用低碳鋼焊條焊鑄鐵時(shí)，半熔化區(qū)的白口帶往往較寬。元素總是從高含量區(qū)域向低含量區(qū)域擴(kuò)散，其含量梯度越大，越有利于擴(kuò)散的進(jìn)行。這是因?yàn)楹阜陞^(qū)與半熔化區(qū)緊密相連，且同時(shí)處于熔融的高溫狀態(tài)，為該兩區(qū)之間進(jìn)行元素?cái)U(kuò)散提供了非常有利的條件。2）化學(xué)成分對(duì)半熔化區(qū)白口鑄鐵的影響鑄鐵焊接半熔化區(qū)的化學(xué)成分對(duì)其白口組織的形成同樣有重大影響。研究灰鑄鐵試板焊件、熱輸入相同時(shí)，隨板厚的增加，半熔化區(qū)冷卻速度加快。例：電渣焊時(shí)，渣池對(duì)灰鑄鐵焊接熱影響區(qū)先進(jìn)行預(yù)熱，而且電渣焊熔池體積大，焊接速度較慢，使焊接熱影響區(qū)冷卻緩慢，為防止半熔化區(qū)出現(xiàn)白口鑄鐵焊件預(yù)熱到650～700℃再進(jìn)行焊接的過(guò)程稱熱焊。當(dāng)該區(qū)液態(tài)鑄鐵的冷卻速度介于以上兩種冷卻速度之間時(shí)，隨著冷卻速度由快到慢，或?yàn)槁榭阼T鐵，或?yàn)橹楣怏w鑄鐵，或?yàn)橹楣怏w加鐵素體鑄鐵。當(dāng)半熔化區(qū)的液態(tài)金屬以很慢的冷卻速度冷卻時(shí)，其共晶轉(zhuǎn)變按穩(wěn)定相圖轉(zhuǎn)變。右側(cè)為奧氏體快冷轉(zhuǎn)變成的竹葉狀高碳馬氏體，白色為殘余奧氏體。由于該區(qū)冷速很快，在共析轉(zhuǎn)變溫度區(qū)間，可出現(xiàn)奧氏體→馬氏體的過(guò)程，并產(chǎn)生少量殘余奧氏體。繼續(xù)冷卻則為C飽和的奧氏體析出二次滲碳體。該區(qū)處于液固狀態(tài)，一部分鑄鐵已熔化成為液體，其它未熔部分在高溫作用下已轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。思路是：改變C的存在狀態(tài)，使焊縫不出現(xiàn)淬硬組織并具有一定的塑性，例如使焊縫分別成為奧氏體，鐵素體及有色金屬是一些有效的途徑。這種高碳鋼焊縫在快冷卻后將出現(xiàn)很多脆硬的馬氏體?？稍黾覥、Si、Ni等元素促進(jìn)石墨化。采用預(yù)熱或者爐中緩冷。防止措施： 焊縫為鑄鐵 ①采用適當(dāng)?shù)墓に嚧胧﹣?lái)減慢焊逢的冷卻速度。 焊接接頭易出現(xiàn)白口及淬硬組織以含