高·碳鋼與鑄鐵材料的焊接SJ0902-喬維星高·碳鋼與鑄鐵材料的焊接SJ0902-喬維星1高碳鋼的焊接高碳鋼的定義及特點(diǎn)高碳鋼的性能高碳鋼的焊接工藝要點(diǎn)典型的高碳鋼零件的工藝要點(diǎn)高碳鋼的應(yīng)用及推廣高碳鋼的焊接高碳鋼的定義及特點(diǎn)2一＼高碳鋼的定義及特點(diǎn)

非合金鋼中按碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可分為低碳鋼(Wc＜0.25%)＼中碳鋼(0.25%＜Wc＜0.6%)＼和高碳鋼(Wc＞0.6%)。

非合金鋼是指以鐵為基礎(chǔ)，以碳為合金元素，碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過(guò)1.4%的鋼，其他常存在元素因其含量少而不作為合金元素。因此其焊接性主要取決于碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，隨碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加其焊接性越差。因此，高碳鋼的焊接性很差，在實(shí)際中不用作焊接結(jié)構(gòu)，一般用作工具鋼和鑄鋼，用于要求高硬度高耐磨性的部件，零件和工具，所以高碳鋼的焊接大都為修復(fù)性焊接。一＼高碳鋼的定義及特點(diǎn)3二，高碳鋼的性能

１，由于碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)更大，因此焊接時(shí)更容易產(chǎn)生裂紋。２，高碳鋼對(duì)淬火更加敏感，焊接時(shí)更容易產(chǎn)生脆硬的高碳馬氏體組織，所以脆硬傾向和冷裂紋傾向都很大。３高碳鋼的導(dǎo)熱性比較差，在高溫下晶粒長(zhǎng)大快，且碳化物容易在晶界上集聚長(zhǎng)大，使焊縫脆性增大，從而使接頭沖擊韌度降低，同時(shí)，在接頭中容易引起內(nèi)應(yīng)力也較大，更容易促使裂紋的產(chǎn)生。二，高碳鋼的性能4高碳鋼的焊接工藝要點(diǎn)１焊接方法高碳鋼焊接主要是高硬度，高耐磨性部件，零件和工具的修復(fù)，所以主要的焊接方法是焊條電弧焊，釬焊和埋弧焊。

２焊接材料高碳鋼焊接一般不要求接頭與母材等強(qiáng)度。一般情況下選用去硫能力強(qiáng)，熔敷金屬擴(kuò)散氫含量低，韌性較好的低氫型焊條。在要求焊縫金屬與木材等強(qiáng)度時(shí)，選相應(yīng)級(jí)別的低氫型焊條；在不要求等強(qiáng)度時(shí)，選用強(qiáng)度級(jí)別低于母材的低氫型焊條，如焊接強(qiáng)度等級(jí)為490MPA選用E4315,E4316焊條，切不可選擇強(qiáng)度等級(jí)級(jí)別比母材搞的焊條。

高碳鋼的焊接工藝要點(diǎn)5

如果焊接時(shí)木材不許預(yù)熱，為了防止熱影響區(qū)冷裂紋，可選用奧氏體不銹鋼焊條，以獲得塑性好，抗裂紋能力強(qiáng)的奧氏體組織焊縫金屬。用于焊接中碳鋼的奧氏體不銹焊條有E308-(A107),E308-16(A102),E309-15(A307)和E310-(A407)等等

３坡口制備

為了限制焊縫金屬中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，應(yīng)減少熔合比，所以一般采用Ｕ型或Ｖ型坡口，并注意將坡口及兩側(cè)20mm范圍內(nèi)的油污＼鐵銹等污物清理干凈。

４焊前熱處理高碳鋼零件一般經(jīng)過(guò)淬火＋回火熱處理，因此焊接前先行退火，以減少裂紋傾向。

如果焊接時(shí)木材不許預(yù)熱，為了防止熱影響區(qū)冷裂紋，可選用奧6

５預(yù)熱采用結(jié)構(gòu)鋼焊條焊接時(shí)，焊接前必須預(yù)熱，預(yù)熱和焊道間溫度控制在250~350℃

６起弧在坡口內(nèi)起弧，避免擦傷母材，注意起弧時(shí)填滿(mǎn)弧坑。

６層間處理多層多道焊時(shí)，第一道焊采用小直徑焊條，小電流焊接。一般將工件置于半立焊或使用焊條橫向擺動(dòng)，以使母材熱影響區(qū)的任何一點(diǎn)都在短時(shí)間內(nèi)多次受熱，以獲得預(yù)熱和保溫效果。

７焊中要求連續(xù)施焊整條焊縫，避免中斷

５預(yù)熱7８焊接環(huán)境盡量改善嚴(yán)寒的勞動(dòng)條件

９焊后處理焊后將工件立即放入爐中，在650℃保溫進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理。

８焊接環(huán)境8四典型高碳鋼零件焊接工藝刀具釬焊在機(jī)加中使用的車(chē)刀，刨刀等很多刀具是由刀頭與刀體焊接而成的。刀頭一般是合金工具鋼，其中Wc=0.8%~1.4%,屬于高碳鋼;刀體一般由Wc=0.4%~0.6%的中碳鋼或低碳合金鋼(40Gr)制造。刀具在工具過(guò)程中承受巨大的應(yīng)力，尤其是受壓縮彎曲和沖擊，因此要求接頭強(qiáng)度高，質(zhì)量可靠。合金工具剛的高硬度和高強(qiáng)度是考期中的高碳來(lái)保證，因此，焊接時(shí)，保證其成分，組織和性能不受損壞，特別是要防止材料受高溫氧化脫碳。由于上述原因，合金工具剛一般采用釬焊，并采用銅基或銀基釬料。四典型高碳鋼零件焊接工藝9火焰釬焊刀具，應(yīng)用做光的銅釬料是黃銅，為了提高釬料的強(qiáng)度或是濕潤(rùn)性，通常加入錳，鉬鋯等元素。也可以脫水硼砂與硼酸混合作釬劑。除此之外，還可以用電阻焊，感應(yīng)，爐中等?；鹧驸F焊刀具，應(yīng)用做光的銅釬料是黃銅，為了提高釬料的強(qiáng)度10高碳鋼的應(yīng)用及推廣普遍用于切削、鉆孔、車(chē)床、銑床等等需要硬度要求高的環(huán)境當(dāng)中。發(fā)展會(huì)將高碳鋼與合金元素結(jié)合應(yīng)用，將形成年優(yōu)質(zhì)的高碳鋼材料，同時(shí)也會(huì)將熱處理?xiàng)l件改善，制造跟多型號(hào)的產(chǎn)品。高碳鋼的應(yīng)用及推廣11鑄鐵鑄鐵的類(lèi)型及性能灰鑄鐵的焊接球墨鑄鐵的焊接鑄鐵鑄鐵的類(lèi)型及性能12１、鑄鐵的概要簡(jiǎn)介

鑄鐵是指碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于2.11%的鐵碳合金。工業(yè)上常用主貼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在3.0%~4.0%之間，是以Fe/c/Si為主要主城元素并含有較多的Mn/S/P/等雜志的多合金元素。１、鑄鐵的概要簡(jiǎn)介13鑄鐵的類(lèi)型與性能鑄鐵的種類(lèi)及成分特點(diǎn)１、鑄鐵的類(lèi)別鑄鐵種類(lèi)很多，按用途分為工程結(jié)構(gòu)件鑄鐵與特殊鑄鐵，按碳的存在形式及石墨形態(tài)不同分為白口鑄鐵、灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛造鑄鐵和蠕墨鑄鐵共五大類(lèi)。

２鑄鐵的組織及性能鑄鐵的性能與其內(nèi)部的組織密切相關(guān)。鑄鐵的鑄鐵的類(lèi)型與性能鑄鐵的種類(lèi)及成分特點(diǎn)14基體組織一般為鐵素體、珠光體、或二者的混合組織。由于鑄鐵中石墨的存在，使其具有優(yōu)良的鑄造性、切削加工性、減震性、耐磨性和的缺口的敏感性?；w組織一般為鐵素體、珠光體、或二者的混合組織。由于鑄鐵15灰鑄鐵的焊接灰鑄鐵的化學(xué)成分特點(diǎn)是碳、硅質(zhì)量分?jǐn)?shù)高，同時(shí)，硫、磷雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)也高。這就增加了焊接接頭對(duì)冷卻速度及冷、熱類(lèi)問(wèn)的敏感性；灰鑄鐵的力學(xué)性能特點(diǎn)是強(qiáng)度特別低、基本無(wú)塑性?；诣T鐵的焊接灰鑄鐵的化學(xué)成分特點(diǎn)是碳、硅質(zhì)量分?jǐn)?shù)高，同16灰鑄鐵的焊接出現(xiàn)的常見(jiàn)問(wèn)題１、焊接接頭白口及淬硬組織２、焊接冷裂紋３、焊接熱裂紋一、焊接接頭白口及淬硬組灰鑄鐵焊接時(shí)，由于熔池體積小，存在時(shí)間短，加之鑄鐵內(nèi)部的熱導(dǎo)作用，是的焊縫及近縫區(qū)的冷卻速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于逐漸在砂型中的冷卻速度因此，在焊接接頭的焊縫及半融化區(qū)將會(huì)產(chǎn)生大量的滲碳體，形成白口組織?；诣T鐵的焊接出現(xiàn)的常見(jiàn)問(wèn)題17焊接接頭中白口組織區(qū)域主要是焊縫區(qū)、熔合區(qū)和奧氏體區(qū)。焊縫區(qū)焊縫區(qū)中當(dāng)焊縫為鑄鐵成分時(shí)，由于熔池冷卻速度快，碳來(lái)不及析出形成石墨，焊縫主要由共晶滲碳體、二次滲碳體和珠光體組成，即焊縫基本為白口鑄鐵組織。增大焊接熱輸入，焊縫會(huì)出現(xiàn)一定量的灰鑄鐵，但不能消除白口組織。熔合區(qū)焊接加熱時(shí)部分鑄鐵母材熔化變?yōu)橐后w，部分固態(tài)母材變?yōu)楦咛紛W氏體。冷卻時(shí)，液相鑄鐵將在共晶溫度區(qū)間轉(zhuǎn)變?yōu)楣簿B碳體＋奧氏體焊接接頭中白口組織區(qū)域主要是焊縫區(qū)、熔合區(qū)和奧氏體區(qū)。18等等，繼續(xù)快冷還會(huì)出現(xiàn)奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的過(guò)程。奧氏體區(qū)由于加熱溫度超過(guò)共析線(xiàn)，鑄鐵的基體被完全奧氏體化，但碳在奧氏體的含量是不一樣的，加熱較高的部分碳的擴(kuò)散能力強(qiáng)，向奧氏體擴(kuò)散較多，因而奧氏體含量較高；加熱較低時(shí)的部分，石墨片中的碳擴(kuò)散能力降低。在隨后的冷卻過(guò)程中，冷卻速度過(guò)快時(shí)，奧氏體直接轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，冷卻速度慢時(shí)，奧氏體變?yōu)橹楣怏w類(lèi)型組織。等等，繼續(xù)快冷還會(huì)出現(xiàn)奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的過(guò)程。19防止措施很多鑄鐵件補(bǔ)焊后要求機(jī)械加工，但接頭中出現(xiàn)白口組織和馬氏體組織給機(jī)械加工帶來(lái)很大困難。常用方法有如下兩種

１、改變焊縫的化學(xué)成分２、減慢焊接冷卻速度防止措施20二、焊接冷裂紋

灰鑄鐵焊接接頭的裂紋主要是冷裂紋，其產(chǎn)生原因主要有一下幾個(gè)方面：１、灰鑄鐵本身強(qiáng)度低，基本無(wú)塑性，承受塑性變形基本為零，因此容易引起開(kāi)裂２、焊接過(guò)程對(duì)焊件的局部加熱和冷卻，勢(shì)必使焊件產(chǎn)生焊接應(yīng)力。３、焊接接頭的白口組織和脆硬組織又硬又脆，不能產(chǎn)生塑性變形，在應(yīng)力作用時(shí)容易引起開(kāi)裂。

二、焊接冷裂紋21防止灰鑄鐵冷裂紋的措施灰鑄鐵焊接冷裂紋的主要原因是焊接應(yīng)力，因此主要從降低應(yīng)力著手。１、預(yù)熱將焊件預(yù)熱550~700℃使溫差減小，降低焊接應(yīng)力２、焊接材料采用銅基或鎳基焊接材料，使焊縫成為塑性良好的非鐵合金，對(duì)冷裂紋不敏感。３、工藝措施用異質(zhì)焊接材料焊接灰鑄鐵時(shí)，常采用“短斷焊，短續(xù)焊”等工藝措施。防止灰鑄鐵冷裂紋的措施22熱裂紋熱裂紋23高·碳鋼與鑄鐵材料的焊接SJ0902-喬維星高·碳鋼與鑄鐵材料的焊接SJ0902-喬維星24高碳鋼的焊接高碳鋼的定義及特點(diǎn)高碳鋼的性能高碳鋼的焊接工藝要點(diǎn)典型的高碳鋼零件的工藝要點(diǎn)高碳鋼的應(yīng)用及推廣高碳鋼的焊接高碳鋼的定義及特點(diǎn)25一＼高碳鋼的定義及特點(diǎn)

非合金鋼中按碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可分為低碳鋼(Wc＜0.25%)＼中碳鋼(0.25%＜Wc＜0.6%)＼和高碳鋼(Wc＞0.6%)。

非合金鋼是指以鐵為基礎(chǔ)，以碳為合金元素，碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過(guò)1.4%的鋼，其他常存在元素因其含量少而不作為合金元素。因此其焊接性主要取決于碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，隨碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加其焊接性越差。因此，高碳鋼的焊接性很差，在實(shí)際中不用作焊接結(jié)構(gòu)，一般用作工具鋼和鑄鋼，用于要求高硬度高耐磨性的部件，零件和工具，所以高碳鋼的焊接大都為修復(fù)性焊接。一＼高碳鋼的定義及特點(diǎn)26二，高碳鋼的性能

１，由于碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)更大，因此焊接時(shí)更容易產(chǎn)生裂紋。２，高碳鋼對(duì)淬火更加敏感，焊接時(shí)更容易產(chǎn)生脆硬的高碳馬氏體組織，所以脆硬傾向和冷裂紋傾向都很大。３高碳鋼的導(dǎo)熱性比較差，在高溫下晶粒長(zhǎng)大快，且碳化物容易在晶界上集聚長(zhǎng)大，使焊縫脆性增大，從而使接頭沖擊韌度降低，同時(shí)，在接頭中容易引起內(nèi)應(yīng)力也較大，更容易促使裂紋的產(chǎn)生。二，高碳鋼的性能27高碳鋼的焊接工藝要點(diǎn)１焊接方法高碳鋼焊接主要是高硬度，高耐磨性部件，零件和工具的修復(fù)，所以主要的焊接方法是焊條電弧焊，釬焊和埋弧焊。

２焊接材料高碳鋼焊接一般不要求接頭與母材等強(qiáng)度。一般情況下選用去硫能力強(qiáng)，熔敷金屬擴(kuò)散氫含量低，韌性較好的低氫型焊條。在要求焊縫金屬與木材等強(qiáng)度時(shí)，選相應(yīng)級(jí)別的低氫型焊條；在不要求等強(qiáng)度時(shí)，選用強(qiáng)度級(jí)別低于母材的低氫型焊條，如焊接強(qiáng)度等級(jí)為490MPA選用E4315,E4316焊條，切不可選擇強(qiáng)度等級(jí)級(jí)別比母材搞的焊條。

高碳鋼的焊接工藝要點(diǎn)28

如果焊接時(shí)木材不許預(yù)熱，為了防止熱影響區(qū)冷裂紋，可選用奧氏體不銹鋼焊條，以獲得塑性好，抗裂紋能力強(qiáng)的奧氏體組織焊縫金屬。用于焊接中碳鋼的奧氏體不銹焊條有E308-(A107),E308-16(A102),E309-15(A307)和E310-(A407)等等

３坡口制備

為了限制焊縫金屬中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，應(yīng)減少熔合比，所以一般采用Ｕ型或Ｖ型坡口，并注意將坡口及兩側(cè)20mm范圍內(nèi)的油污＼鐵銹等污物清理干凈。

４焊前熱處理高碳鋼零件一般經(jīng)過(guò)淬火＋回火熱處理，因此焊接前先行退火，以減少裂紋傾向。

如果焊接時(shí)木材不許預(yù)熱，為了防止熱影響區(qū)冷裂紋，可選用奧29

５預(yù)熱采用結(jié)構(gòu)鋼焊條焊接時(shí)，焊接前必須預(yù)熱，預(yù)熱和焊道間溫度控制在250~350℃

６起弧在坡口內(nèi)起弧，避免擦傷母材，注意起弧時(shí)填滿(mǎn)弧坑。

６層間處理多層多道焊時(shí)，第一道焊采用小直徑焊條，小電流焊接。一般將工件置于半立焊或使用焊條橫向擺動(dòng)，以使母材熱影響區(qū)的任何一點(diǎn)都在短時(shí)間內(nèi)多次受熱，以獲得預(yù)熱和保溫效果。

７焊中要求連續(xù)施焊整條焊縫，避免中斷

５預(yù)熱30８焊接環(huán)境盡量改善嚴(yán)寒的勞動(dòng)條件

９焊后處理焊后將工件立即放入爐中，在650℃保溫進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理。

８焊接環(huán)境31四典型高碳鋼零件焊接工藝刀具釬焊在機(jī)加中使用的車(chē)刀，刨刀等很多刀具是由刀頭與刀體焊接而成的。刀頭一般是合金工具鋼，其中Wc=0.8%~1.4%,屬于高碳鋼;刀體一般由Wc=0.4%~0.6%的中碳鋼或低碳合金鋼(40Gr)制造。刀具在工具過(guò)程中承受巨大的應(yīng)力，尤其是受壓縮彎曲和沖擊，因此要求接頭強(qiáng)度高，質(zhì)量可靠。合金工具剛的高硬度和高強(qiáng)度是考期中的高碳來(lái)保證，因此，焊接時(shí)，保證其成分，組織和性能不受損壞，特別是要防止材料受高溫氧化脫碳。由于上述原因，合金工具剛一般采用釬焊，并采用銅基或銀基釬料。四典型高碳鋼零件焊接工藝32火焰釬焊刀具，應(yīng)用做光的銅釬料是黃銅，為了提高釬料的強(qiáng)度或是濕潤(rùn)性，通常加入錳，鉬鋯等元素。也可以脫水硼砂與硼酸混合作釬劑。除此之外，還可以用電阻焊，感應(yīng)，爐中等。火焰釬焊刀具，應(yīng)用做光的銅釬料是黃銅，為了提高釬料的強(qiáng)度33高碳鋼的應(yīng)用及推廣普遍用于切削、鉆孔、車(chē)床、銑床等等需要硬度要求高的環(huán)境當(dāng)中。發(fā)展會(huì)將高碳鋼與合金元素結(jié)合應(yīng)用，將形成年優(yōu)質(zhì)的高碳鋼材料，同時(shí)也會(huì)將熱處理?xiàng)l件改善，制造跟多型號(hào)的產(chǎn)品。高碳鋼的應(yīng)用及推廣34鑄鐵鑄鐵的類(lèi)型及性能灰鑄鐵的焊接球墨鑄鐵的焊接鑄鐵鑄鐵的類(lèi)型及性能35１、鑄鐵的概要簡(jiǎn)介

鑄鐵是指碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于2.11%的鐵碳合金。工業(yè)上常用主貼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在3.0%~4.0%之間，是以Fe/c/Si為主要主城元素并含有較多的Mn/S/P/等雜志的多合金元素。１、鑄鐵的概要簡(jiǎn)介36鑄鐵的類(lèi)型與性能鑄鐵的種類(lèi)及成分特點(diǎn)１、鑄鐵的類(lèi)別鑄鐵種類(lèi)很多，按用途分為工程結(jié)構(gòu)件鑄鐵與特殊鑄鐵，按碳的存在形式及石墨形態(tài)不同分為白口鑄鐵、灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛造鑄鐵和蠕墨鑄鐵共五大類(lèi)。

２鑄鐵的組織及性能鑄鐵的性能與其內(nèi)部的組織密切相關(guān)。鑄鐵的鑄鐵的類(lèi)型與性能鑄鐵的種類(lèi)及成分特點(diǎn)37基體組織一般為鐵素體、珠光體、或二者的混合組織。由于鑄鐵中石墨的存在，使其具有優(yōu)良的鑄造性、切削加工性、減震性、耐磨性和的缺口的敏感性?；w組織一般為鐵素體、珠光體、或二者的混合組織。由于鑄鐵38灰鑄鐵的焊接灰鑄鐵的化學(xué)成分特點(diǎn)是碳、硅質(zhì)量分?jǐn)?shù)高，同時(shí)，硫、磷雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)也高。這就增加了焊接接頭對(duì)冷卻速度及冷、熱類(lèi)問(wèn)的敏感性；灰鑄鐵的力學(xué)性能特點(diǎn)是強(qiáng)度特別低、基本無(wú)塑性?；诣T鐵的焊接灰鑄鐵的化學(xué)成分特點(diǎn)是碳、硅質(zhì)量分?jǐn)?shù)高，同39灰鑄鐵的焊接出現(xiàn)的常見(jiàn)問(wèn)題１、焊接接頭白口及淬硬組織２、焊接冷裂紋３、焊接熱裂紋一、焊接接頭白口及淬硬組灰鑄鐵焊接時(shí)，由于熔池體積小，存在時(shí)間短，加之鑄鐵內(nèi)部的熱導(dǎo)作用，是的焊縫及近縫區(qū)的冷卻速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于逐漸在砂型中的冷卻速度因此，在焊接接頭的焊縫及半融化區(qū)將會(huì)產(chǎn)生大量的滲碳體，形成白口組織。灰鑄鐵的焊接出現(xiàn)的常見(jiàn)問(wèn)題40焊接接頭中白口組織區(qū)域主要是焊縫區(qū)、熔合區(qū)和奧氏體區(qū)。焊縫區(qū)焊縫區(qū)中當(dāng)焊縫為鑄鐵成分時(shí)，由于熔池冷卻速度快，碳來(lái)不及析出形成石墨，焊縫主要由共晶滲碳體、二次滲碳體和珠光體組成，即焊縫基本為白口鑄鐵組織。增大焊接熱輸入，焊縫會(huì)出現(xiàn)一定量的灰鑄鐵，但不能消除白口組織。熔合區(qū)焊接加熱時(shí)部分鑄鐵母材熔化變?yōu)橐后w，部分固態(tài)母材變?yōu)楦咛紛W氏體。冷卻時(shí)，液相鑄鐵將在共晶溫度區(qū)間轉(zhuǎn)變?yōu)楣簿B碳體＋奧氏體