研究灰铸铁试板焊件、热输入相同时,随板厚的增加,半熔化区冷却速度加快 。白口淬硬倾向增大 。
2)化学成分对半熔化区白口铸铁的影响
铸铁焊接半熔化区的化学成分对其白口组织的形成同样有重大影响 。该区的化学成分不仅取决于铸铁本身的化学成分,而且焊逢的化学成分对该区也有重大影响 。这是因为焊逢区与半熔化区紧密相连,且同时处于熔融的高温状态,为该两区之间进行元素扩散提供了非常有利的条件 。某元素在两区之间向哪个方向扩散首先决定于该元素在两区之间的含量梯度(含量变化) 。元素总是从高含量区域向低含量区域扩散,其含量梯度越大,越有利于扩散的进行 。
提高熔池金属中促进石墨化元素(C、Si、Ni等)的含量对消除或减弱半熔化区白口的形成是有利的 。
用低碳钢焊条焊铸铁时,半熔化区的白口带往往较宽 。这是因为半熔化区含C、Si量高于熔池,故半熔化区的C、Si反而向熔池扩散,使半熔化区C、Si有所下降,增大了该区形成较宽白口的倾向 。
3.奥氏体区
该区被加热到共晶转变下限温度与共析转变上限温度之间 。该区温度范围约为820~1150℃,此区无液相出现该区在共析温度区间以上,其基体已奥氏体化,加热温度较高的部分(靠近半熔化区),由于石墨片中的碳较多地向周围奥氏体扩散,奥氏体中含碳量较高;加热较低的部分,由于石墨片中的碳较少向周围奥氏体扩散,奥氏体中含碳量较低,随后冷却时,如果冷速较快,会从奥氏体中析出一些二次渗碳体,其析出量的多少与奥氏体中含碳量成直线关系 。在共析转变快时,奥氏体转变为珠光体类型组织 。冷却更快时,会产生马氏体,与残余奥氏体 。该区硬度比母材有一定提高 。
熔焊时,采用适当工艺使该区缓冷,可使A直接析出石墨而避免二次渗碳体析出,同时防止马氏体形成 。
4.重结晶区
很窄,加热温度范围780~820℃ 。由于电弧焊时该区加热速度很快,只有母材中的部分原始组织可转变为奥氏体 。在随后冷却过程中,奥氏体转变为珠光体类组织 。冷却很快时也可能出现一些马氏体 。
(二)裂纹是易出现的缺陷
1.冷裂纹可发生在烛焊缝或热影响区上,
1)焊缝处冷裂纹
产生部位:铸铁型焊缝
当采用异质焊接材料焊接,使焊逢成为奥氏体、铁素体,铜基焊缝时,由于焊缝金属具有较好的塑性,焊接金属不易出现冷裂纹 。
启裂温度:一般在400℃以下 。原因:一方面是铸铁在400℃以上时有一定塑性;另一方面焊缝所承受的拉应力是随其温度下降而增大 。在400℃以上时焊缝所承受的拉应力较小 。
产生原因:焊接过程中由于工件局部不均匀受热,焊缝在冷却过程中会产生很大的拉应力,这种拉应力随焊缝温度的下降而增大 。当焊缝全为灰铸铁时,石墨呈片状存在 。当片状石墨方向与外加应力方向基本垂直,且两个片状石墨的尖端又靠得很近,在外加应力增加时,石墨尖端形成较大的应力集中 。铸铁强度低,400℃以下基本无塑性 。当应力超过此时铸铁的强度极限时,即发生焊缝裂纹 。
当焊缝中存在白口铸铁时,由于白口铸铁的收缩率比灰铸铁收缩率大,加以其中渗碳体性能更脆,故焊缝更易出现裂纹 。
影响因素:
①与焊缝基体组织有关,焊缝中渗碳体越多,焊缝中出现裂纹数量越多 。当焊缝基体全为珠光体与铁素体组成,而石墨化过程又进行得较充分时,由于石墨化过程伴随有体积膨胀过程,可以松弛部分焊接应力,有利于改善焊缝的抗裂性 。
②与焊缝石墨形状有关
粗而长的片状石墨容易引起应力集中,会减小抗裂性 。
石墨以细片状存在时,可改善抗裂性 。
石墨以团絮状存在时,焊缝具有较好的抗裂性能 。
③与焊补处刚度与焊补体积的大小及焊缝长短有关
焊补处刚度大,焊补体积大,焊缝越长都将增大应力状态,促使裂纹产生 。
本文引用地址:http://www.weldr.net/simple/skill/html/content_1346.htm
铸铁的补焊
[编辑本段]
铸铁在制造和使用中容易出现各种缺陷和损坏 。铸铁补焊是对有缺陷铸铁件进行修复的重要手段,在实际生产中具有很大的经济意义 。
(一)铸铁的焊接性
铸铁的含碳量高,脆性大,焊接性很差,在焊接过程中易产生白口组织和裂纹 。
白口组织是由于在铸铁补焊时,碳、硅等促进石墨化元素大量烧损,且补焊区冷速快,在焊缝区石墨化过程来不及进行而产生的 。白口铸铁硬而脆,切削加工性能很差 。采用含碳、硅量高的铸铁焊接材料或镍基合金、铜镍合金、高钒钢等非铸铁焊接材料,或补焊时进行预热缓冷使石墨充分析出,或采用钎焊,可避免出现白口组织,。
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