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一 . 前言：

灰口鑄鐵是鑄鐵中的一種，灰口鑄鐵的碳以片狀石墨的形式分布于鑄鐵基體中，斷面呈暗灰色，故稱灰口鑄鐵。由于片狀的石墨割裂了鑄鐵的基體組織，因此，灰口鑄鐵的抗拉強(qiáng)度低，缺乏塑性。灰口鑄鐵具有良好鑄造性和切割性能，同時(shí)由于灰口鑄鐵中石墨以片狀存在，它具有良好的耐磨性，抗震性和切削加工性并具有較高的抗壓強(qiáng)度，故在工業(yè)上運(yùn)用極為廣泛。

灰口鑄鐵目前常以鑄件的形式運(yùn)用于生產(chǎn)，由于鑄造工藝的特點(diǎn)，鑄件往往存在著各種不同程度的缺陷，在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)中也有許多因各種原因而損壞的鑄件。鑄鐵的焊接實(shí)際上就是對(duì)存有缺陷或者損壞的鑄件進(jìn)行補(bǔ)焊。所以鑄件補(bǔ)焊具有很大的經(jīng)濟(jì)意義。

二.灰口鑄鐵的焊接性能較差，在焊接時(shí)容易出現(xiàn)下列問題

1. 焊后產(chǎn)生白組織

在補(bǔ)焊灰口鑄鐵時(shí)，經(jīng)常會(huì)在熔合區(qū)生成一層白口組織。產(chǎn)生白口組織的原因是：由于母材進(jìn)縫區(qū)在焊接時(shí)受到高溫加熱，當(dāng)受熱溫度860℃以上時(shí)，原來灰口鑄鐵中得游離狀態(tài)的石墨開始部分也熔于鐵中，溫度越高，熔于鐵中的石墨也越多。當(dāng)冷卻時(shí)，一般認(rèn)為在30-100℃/s的急速冷卻條件下，熔于鐵中的碳來不及以石墨形式析出，而呈滲碳體出現(xiàn)，即所謂白口。另外。在焊接熔池中的石墨化元素碳，硅等不足也是產(chǎn)生白口的主要原因。一般在窄小的高溫度熔合區(qū)內(nèi)，焊后很容易產(chǎn)生白口組織。白口組織硬而脆，使得焊縫在焊后難

以機(jī)械加工，甚至?xí)?dǎo)致開裂。防止白口產(chǎn)生主要措施是適當(dāng)調(diào)整填充金屬的化學(xué)成分和冷卻速度。改善焊縫技術(shù)的化學(xué)成分，增加石墨化元素的含量，可以在一定條件下防止焊縫金屬產(chǎn)生白口。例如氣焊用鑄鐵焊絲的碳，硅含量要比母材高（C3.0％－3.8％，Si3.6%-4.8%）特別是冷焊灰口鑄鐵時(shí)，焊絲中的含硅量可高達(dá)4.5％焊后緩冷和延長(zhǎng)熔合區(qū)處于紅熱狀態(tài)的時(shí)間，使石墨充分析出，這是避免熔合區(qū)產(chǎn)生白口的主要工藝途徑。采取的具體措施是焊前預(yù)熱和焊后保溫。由于氣焊時(shí)冷卻速度較慢。因此。對(duì)于防止白口極為有力。

2. 焊接接頭出現(xiàn)裂紋

裂紋是焊接灰口鑄鐵的重要問題，灰口鑄鐵焊接接頭上的裂紋可能出現(xiàn)在焊縫金屬中，也可能在基本金屬即母材上。母材的裂紋一般出現(xiàn)近縫區(qū)，可能是縱向，橫向或斜向的。由于灰口鑄鐵塑性極差，幾乎不能發(fā)生任何塑性變形，而且強(qiáng)度又低，所以在焊接應(yīng)力及鑄件本身應(yīng)力（組織應(yīng)力）的共同作用下，當(dāng)局部應(yīng)力大于強(qiáng)度極限時(shí)，就產(chǎn)生裂紋。嚴(yán)重時(shí)，會(huì)使焊縫金屬和母材分離，即焊縫從基本金屬上脫離下來，即所謂剝離。

如果焊縫強(qiáng)度較高而母材強(qiáng)度較低，或結(jié)合處產(chǎn)生白口時(shí)，由于白口鑄鐵收縮率（1.6％-2.％）比灰口鑄鐵收縮率（0.9％-1.8％）大，且塑性也差，故均產(chǎn)生剝離。焊縫金屬內(nèi)的裂紋，一般常見的是橫向裂縫，有時(shí)也有縱向及斜向裂紋，在焊縫斷口處沒有高溫氧化時(shí)常見的藍(lán)顏色。裂紋生成時(shí)常發(fā)出清脆的金屬開裂聲。通常裂紋發(fā)生在熱態(tài)焊縫金屬的暗紅色消失后，即600℃以下，直到焊縫與焊件整體溫度均勻化之前。最容易發(fā)生裂紋的溫度在400℃以下，通常這種在熱應(yīng)力和組織應(yīng)力的共同作用下發(fā)生的裂紋稱為熱應(yīng)力裂紋。