文档介绍：材料焊接性第6章铸铁焊接
图6-2 合金元素对铸铁石墨化的影响
C、Si 、Al、Ni、Cu等为促进石墨化的元素，
而S、V、Cr、Mo、Mn等为阻碍石墨化的元素。
图6-3 铸件壁厚（冷却速度）和化学成分（补工件进行整体高温预热
（600～700℃）
在铸铁型焊缝中提高碳含量，并加入一定量
的合金元素，如Mn（wMn=%）、Mo
（wMn=%）、Cu（wCu=%）等
钢焊缝冷裂纹主要受母材高含碳量的影响。
为了消除或减轻碳的有害作用，提高铸铁
焊接时钢焊缝的抗冷裂纹能力，可以采取
冶金措施。
白口及马氏体等脆硬组织对冷裂纹的不利影
响可以从冶金和工艺因素两方面入手加以解
决。
热
裂
纹
大多数出
现在焊缝
上：为结
晶裂纹
用低碳钢
焊条焊接
灰铸铁时
用镍基焊
接材料焊接
灰铸铁时
形成FeS与Fe的低
熔点共晶物（熔点
为988℃），高的焊
缝含碳量会增加热裂
纹敏感性，导致形成
焊缝底部热裂纹甚至
宏观热裂纹。
容易形成Ni-Ni3S2（熔
点为644℃）和Ni-Ni3P
（熔点为880℃）低熔点
共晶，且镍基焊缝凝固
后为较粗大的单相奥氏
体柱状晶，凝固过程中
容易使低熔点共晶在
奥氏体晶间连续分布，
促进热裂纹形成 。
向焊缝加入适量稀土能使抗热裂纹
性能提高；但过量加入稀土反而使
焊缝的抗热裂纹性能下降。
球墨铸铁的焊接性特点
焊接性特点
球墨铸铁中的
球化剂有增大铁液
结晶过冷度、阻碍
石墨化和促进奥氏
体转变为马氏体
的作用。
由于球墨铸铁
的力学性能远比灰铸铁
好，特别是以铁素体为
基体的球墨铸铁，塑性和
韧性很好，对焊接接头的
力学性能要求相应
提高。
铸铁焊接工艺及材料
灰铸铁的焊接工艺特点
同质焊缝
（铸铁型）
电弧热焊
电弧热焊是铸铁焊接应用最早的一种工
艺。将铸铁件预热到600～700℃，然后
在塑性状态下进行焊接，焊接温度不低
于500～400℃，为防止焊接过程中开
裂，焊后立即进行消除应力处理及缓冷
的铸铁焊补工艺称为电弧热焊。预热
温度在300～400℃时称为半热焊。
铸铁电弧热焊工艺包括焊前准备、预热、
焊接、焊后缓冷及加工等过程。
气焊
电弧热焊及半热焊主要适用于壁厚大于
10mm铸件上缺陷的焊补，薄壁件宜用气焊。
电渣焊具有加热与冷却缓慢的特点，适合
铸铁焊补要求，手工电渣焊设备简单，应
用灵活，对重型机器厂、机床厂灰铸铁厚
件较大缺陷的焊接修复是比较合适的。
手工
电渣焊
图6-9 手工电渣焊示意图
1—电极 2—石墨型 3—铸造型砂
4—渣池 5—金属熔池 6—铸铁件
异质焊缝
（非铸铁型）
电弧冷焊
铁基焊缝
及焊接材料
镍基焊缝
及焊接材料
纯镍铸铁焊条
如EZNi-1（Z308）
镍铁铸铁焊条
如EZNiFe-1（Z408）
铜基焊缝
及焊接材料
异质焊缝电
弧冷焊工艺
镍铜铸铁焊条
EZNiCu-1（Z508）
短段断续分散焊，
较小电流熔深浅，
每段锤击消应力，
退火焊道前段软
灰铸铁的
钎焊与喷焊
灰铸铁钎焊可以使用工业常用的铜锌
钎料BCu62ZnNiMnSi-R（HL104），
其化学成分见表6-6。
可以采用氧乙炔火焰粉末喷焊修复
铸铁件在机械加工中出现的小缺陷。
表6-6 铜锌钎料的化学成分
球墨铸铁的焊接工艺特点
气焊
由于气焊具有火焰温度低、焊接区加热及冷却
缓慢的特点，对降低焊接接头的白口及淬硬组
织形成倾向有利。另外，可以减少球化剂的蒸
发，有利于保证焊缝获得球墨铸铁组织。
气焊球墨铸铁焊态下组织为珠光体+铁素体+球
状石墨，工艺合适时半熔化区无白口。
气焊的缺点主要是焊接生产率较低。
同质焊缝
（球墨铸
铁型）电
弧焊
国内采用的球墨铸铁焊条型号为EZCQ，制造
方法有两种：一是采用铸铁焊芯外涂强石墨
化药皮（Z258），二是采用低碳钢焊芯外涂
强石墨化药皮（Z238），药皮中加入适量球
化剂。球墨铸铁焊条在使用时，要求将母材
预热到500℃以上，焊后保温缓冷。
球墨铸铁电弧焊的困难在于：
很难获得石墨稳定球化的焊缝；
2) 已知的球化元素都增大白口倾向，
在石墨球化的同时促进焊缝白口。
异质焊缝
（非球墨
铸铁型）
电弧焊
球墨铸铁异质焊接材料主要采用镍铁铸铁焊条
（EZNiFe型），第一层焊缝金属镍的质量分数
约为40%，膨胀系数较小，有利于降低焊接应
力防止裂纹。
工业发达国家发展了适用于自动焊接的药芯
焊