【正文】 據(jù)其組織和性能來(lái)判斷的，下面附組織和性能的解釋灰鑄鐵的組織和性能。按基體組織的不同灰鑄鐵分為三類：鐵素體基體灰鑄鐵；鐵素體一珠光體基體灰鑄鐵；珠光體基體灰鑄鐵?；诣T鐵中的片狀石墨對(duì)基體的割裂嚴(yán)重，在石墨尖角處易造成應(yīng)力集中，使灰鑄鐵的抗拉強(qiáng)度、塑性和韌性遠(yuǎn)低于鋼，但抗壓強(qiáng)度與鋼相當(dāng)，也是常用鑄鐵件中力學(xué)性能最差的鑄鐵。故工業(yè)上較多使用的是珠光體基體的灰鑄鐵。在力學(xué)性能上的特點(diǎn)是強(qiáng)度低，基本無(wú)塑性。這些因素導(dǎo)致焊接性不良。另一方面焊接接頭易出現(xiàn)裂紋。 當(dāng)焊縫成分與灰鑄鐵鑄件成分相同時(shí)，則在一般電弧焊情況下，由于焊縫冷卻速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鑄件在砂型中的冷卻速度，焊縫主要為共晶滲碳體+二次滲碳鐵+珠光體，即焊縫基本為白口鑄鐵組織。如：增大線能量。可增加C、Si、Ni等元素促進(jìn)石墨化。這種高碳鋼焊縫在快冷卻后將出現(xiàn)很多脆硬的馬氏體。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。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。繼續(xù)冷卻則為C飽和的奧氏體析出二次滲碳體。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。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。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。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。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。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。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。用低碳鋼焊條焊鑄鐵時(shí)，半熔化區(qū)的白口帶往往較寬。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。在共析轉(zhuǎn)變快時(shí)，奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w類型組織。該區(qū)硬度比母材有一定提高。很窄，加熱溫度范圍780～820℃。在隨后冷卻過(guò)程中，奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w類組織。3. 灰鑄鐵的焊接工藝性灰鑄鐵應(yīng)用十分廣泛，在鑄造過(guò)程中也極容易出現(xiàn)缺陷，所以，補(bǔ)焊是鑄鐵業(yè)時(shí)常要做的工作。本文從分析灰鑄鐵化學(xué)成份和物理性質(zhì)入手，進(jìn)而介紹灰鑄鐵常用的補(bǔ)焊方法和補(bǔ)焊缺陷的預(yù)防。灰鑄鐵的焊接性能較差，如果焊接材料和工藝措施選用不當(dāng)，會(huì)在焊縫和熱影響區(qū)產(chǎn)生白口、淬硬組織和裂紋三種種嚴(yán)重缺陷，影響補(bǔ)焊的質(zhì)量。 電弧熱焊 焊前將灰鑄鐵件整體或局部預(yù)熱至600～700℃，并在補(bǔ)焊過(guò)程中保持這一溫度，在焊后再采取緩冷措施的工藝方法，稱熱焊。由于預(yù)熱溫度較高，使母材和焊縫金屬的溫差變小，大大地降低了接頭的熱應(yīng)力。熱焊適用于薄壁鑄件，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、剛性較大，易產(chǎn)生裂紋的部件以及對(duì)補(bǔ)焊區(qū)硬度、顏色、密封性、承受動(dòng)載荷要求高的零、部件的補(bǔ)焊。 半熱焊 預(yù)熱溫度在300～400℃時(shí)，稱為半熱焊。但能改善勞動(dòng)條件、簡(jiǎn)化補(bǔ)焊工藝。熱焊和半熱焊要采用鑄鐵型焊接材料，使焊縫的組織、硬度和其它物理性能以及顏色等都與母材金屬接近。焊芯直徑為6～12mm，補(bǔ)焊時(shí)采用大電流，可按每毫米焊芯直徑50～60A的電流選用，電源則可交、直流兩用；半熱焊選用鋼芯石墨化型焊條，其牌號(hào)為Z208，焊芯為H08A，藥皮中含有較多的碳、硅、鋁等石墨化元素。坡口上緣稍大，底面應(yīng)圓滑過(guò)渡。造型材料的質(zhì)量分配為：焦碳粉30%、耐火磚粉25%、磷片石墨粉20%、耐火土25%。補(bǔ)焊時(shí)，除待焊部位外，其余部位均應(yīng)用石棉遮蓋。焊后保溫可把工件置于草木灰內(nèi)緩冷，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的大鑄件，可放在預(yù)熱爐內(nèi)加熱到一定溫度后，隨爐冷卻。但由于冷卻速度快，接頭的白口及裂紋問(wèn)題比較突出。缺陷的體積一般在60～100cm3時(shí)就要用到電弧冷焊。待每區(qū)段焊縫高出母材3～5mm時(shí)，再向前推進(jìn)一個(gè)區(qū)段，切忌電弧快速全面鋪展，亦不宜分層堆焊。收弧時(shí)，將電弧沿焊完的缺陷表面均勻擺動(dòng)，使焊道平整，冷卻緩慢。缺陷小于20cm3時(shí)除連續(xù)一次填滿缺陷外，再向上堆高3～5mm，趁焊縫表面還處于紅熱狀態(tài)時(shí)，用鋼板刮去高出部分，接著再堆高3～5mm，反復(fù)進(jìn)行三次以上，若焊件與缺陷的比例越大，則反復(fù)進(jìn)行堆高的次數(shù)就越多。焊件厚度、焊條直徑和焊接電流的關(guān)系見(jiàn)表一焊件厚度 / mm15～2525～40＞40焊條直徑 / mm568～10焊接電流 / A250～300300～360350～500（表一）電弧冷焊亦可采用非鑄鐵型（異質(zhì)焊縫）焊條，此類焊條分為鎳基和鋼基兩大類。鎳基焊條在下列三種：1）純鎳鑄鐵焊條（Z308） 該焊條是純鎳芯、強(qiáng)石墨化型藥皮的鑄鐵焊條。施焊時(shí)，焊件不預(yù)熱，是冷焊焊條中抗裂性、切削加工性、操作工藝性及力學(xué)性能等綜合性能較好的一種焊條。 2）鎳鐵鑄鐵焊條（Z408） 該焊條是鎳鐵芯（Ni55%、Fe 45%）、強(qiáng)石墨化型藥皮的鑄鐵焊條。施焊時(shí)，焊件可不預(yù)熱，具有強(qiáng)度高、塑性好、抗裂性優(yōu)良、與母材金屬熔合好等特點(diǎn)。3）鎳銅鑄鐵焊條（Z508） 它是鎳銅合金焊芯（Ni70%、Cu 30%）、強(qiáng)石墨化藥皮的鑄鐵焊條。工藝性能和加工性能接近純鎳焊條和鎳鐵焊條，但由于收縮率較大，焊縫金屬的抗拉強(qiáng)度低，不宜用于剛性大的鑄件補(bǔ)焊。用于強(qiáng)度要求不高、塑性要求好的灰鑄鐵件的補(bǔ)焊。 1）低碳鋼芯氧化性藥皮焊條（Z100） 藥皮中含有較多赤鐵礦（Fe2O3）、大理石（CaCO3）等強(qiáng)氧化物質(zhì)，目的是通過(guò)碳的氧化反應(yīng)來(lái)降低焊縫中的含碳量。常用于不要求加工，致密性及受力較低的缺陷部位的補(bǔ)焊?！?%，屬中碳鋼上限，最高硬度可達(dá)320HBS，很難加工，常用于非加工面的補(bǔ)焊。鋼基焊縫的顏色與灰鑄鐵的顏色相差較大，當(dāng)要求兩者顏色一致時(shí)，鋼焊條無(wú)法滿足。焊接第2層時(shí)應(yīng)采用小直徑焊條，焊接電流可按焊條直徑的29～34倍選用。3）采用短段焊，斷續(xù)焊，分散焊及焊后立即捶擊焊縫等工藝措施，降低焊接應(yīng)力，防止產(chǎn)生裂紋。4）采用合理的焊接順序，以減少應(yīng)力。（鑄鐵型）焊縫的熔焊（從有關(guān)焊接歷史文獻(xiàn)中可以知道，金屬極電弧焊發(fā)時(shí)后，首先是應(yīng)用于鑄鐵件的焊補(bǔ)。）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”。對(duì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而焊補(bǔ)的地方拘束度較小的焊件，可采用局部預(yù)熱拘束度大，是指焊縫處于高拉應(yīng)力狀態(tài)中，故易裂，拘束度小，是指焊補(bǔ)的地方有一定的自由膨脹及收縮的余地，焊縫受應(yīng)力小。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。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。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，