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球墨鑄鐵與碳鋼的焊接的焊接方法最常用焊條電弧焊和二保焊。球墨鑄鐵中的石墨呈球狀,對基體的割裂作用和應力集中比灰鑄鐵小得多,因而基體抗拉強度可達400~600MPa。但是,球墨鑄鐵中的球化劑(如鎂、稀土及硅鈣合金等)起阻礙石墨化作用,所以球墨鑄鐵白口化傾向更大。球墨鑄鐵與碳鋼焊接時,半熔區更容易形成白口層,奧氏體區更容易形成馬氏體組織,由此引起更大的裂紋傾向。另外,球墨鑄鐵的強度高,對焊縫金屬強度的要求也相應提高。  球墨鑄鐵與碳鋼的物理性能、化學成分有很大差別,焊接時在碳鋼一側熔合區附近會集聚很大的應力,焊接接頭區容易產生裂紋,嚴重時焊縫與母材金屬可出現“剝離”現象。因此,球墨鑄鐵與碳鋼焊接時必須預熱,一般預熱溫度在500~700℃,焊接過程要保溫,焊后要緩冷。常采用焊接方法有焊條電弧焊、氧-乙炔氣焊、CO2氣體保護焊、真空擴散焊和釬焊等。 (1)焊條電弧焊 對球墨鑄鐵和可鍛鑄鐵焊前準備時可用噴丸方法去除鑄鐵表面的氧化皮。為保證接頭質量,往往采用電弧熱焊法,焊前預熱500~700℃。如果選擇塑性好、抗裂性高的鎳基合金焊條時,球墨鑄鐵與碳鋼焊接也可采用電弧冷焊法.采用電弧冷焊的主要特點是生產率高,但是,要獲得優質的焊接接頭,必須注意以下幾個問題： ①電弧冷焊冷卻速度快,球墨鑄鐵中的球化劑嚴重阻礙石墨化過程,焊縫容易出現白口組織;電弧冷焊時出現的白口組織不僅影響機械加工,而且收縮率大,焊接變形大,在焊接應力作用下,焊縫極易產生裂紋,靠近球墨鑄鐵母材一側的焊縫裂紋傾向尤為嚴重。 ②為防止異質焊縫出現白口組織,通常選用高釩焊條和鎳鐵焊條,如選用Z408焊條或Z438焊條,焊縫的抗裂性能和機械加工性能明顯地得到改善。 ③焊前選用直徑1.0mm的H08Mn2SiA焊絲,先在球墨鑄鐵坡口上堆焊過渡層。堆焊過渡層的工藝參數為:焊接電壓18~20V,焊接電流95~105A,焊接速度0.28~0.33cm/s。為了確保堆焊層質量,兩個相鄰堆焊焊道的寬度應重疊1/3為佳。 ④電弧冷焊時,將堆焊好的球墨鑄鐵件與碳鋼嚴格定位,接頭根部間隙為3~8mm,然后用E5016(J506)或E5015(J507)焊條進行焊接,為了防止焊接接頭處產生角變形，應進行雙面焊。 ⑤球墨鑄鐵焊后應立即放入593~649℃的加熱爐中,升溫到899℃,保溫2~4h,冷卻到704℃時保溫5h,再爐冷到593℃,然后在空氣中冷卻,有利于獲得好的效果。 如圖為球墨鑄鐵與碳鋼的焊接接頭,先用鎳基焊條在球鐵坡口上堆焊過渡層,然后將碳鋼板與之裝配,留有足夠間隙,如圖間隙為3mm，最后采J506焊條將焊縫焊滿。 (2)CO2氣體保護焊 以汽車傳動軸萬向節球墨鑄鐵(QT400-10)與15鋼的連接為例,在生產中,可采用管狀藥芯焊絲CO2氣體保護焊方法施焊。 首先堆焊過渡層,采用含釩的小直徑鑄鐵焊條,如EZV(Z116、2117),小電流,淺熔深,嚴格控制熔合比,然后用CO2氣體保護焊將坡口焊滿,采用直徑0.6～0.8mm的管狀藥芯焊絲(焊絲為H08Mn2SiA) |
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