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  灰铸铁在化学成分上的特点是碳高及S第食张奄恐、P杂质高,这就增年夜了焊接接头对冷却速度转变的敏感性及冷热裂纹的敏感性 在力学机能上的特点是强度低,根基无塑性 焊接过程具有冷速快及焊件受热不平均而形成焊策应力较年夜的非凡性 这些身分导致焊接性不良 首要题目两方面:一方面是焊接接头易呈现白口及淬硬组织 另一方面焊接接头易呈现裂纹
一第食张奄恐、焊接接头易呈现白口及淬硬组织
以含碳为3%,含硅2.5%的常用灰铸铁,阐发电弧焊焊后在焊接接头上组织转变的纪律
1第食张奄恐、焊缝区
  当焊缝成分与灰铸铁铸件成分不异时,则在一般电弧焊环境下,因为焊缝冷却速度远弘远于铸件在砂型中的冷却速度,焊缝首要为共晶渗碳体+二次渗碳铁+珠光体,即焊缝根基为白口铸铁组织
  防止办法:焊缝为铸铁 ①采用恰当的工艺办法来减慢焊逢的冷却速度 如:增年夜线能量 ②调整焊缝化学成分来加强焊缝的石墨化能力
  异质焊缝:若采用低碳钢焊条进行焊接,常用铸铁含碳为3%摆布,就是采用较小焊接电流,母材在第一层焊缝中所占百分比也将为1/3~1/4,其焊缝均匀含碳量将为0.7%~1.0%,属于高碳钢(C>0.6%) 这种高碳钢焊缝在快冷却后将呈现良多脆硬的马氏体
  采用异质金属材料焊接时,必需要想法防止或削弱母材过渡到焊缝中的碳发生高硬度组织的有害感化 改变C的存在状况,使焊缝不呈现淬硬组织并具有必然的塑性,例如使焊缝别离成为奥氏体,铁素体及有色金属是一些有用的路子
2第食张奄恐、半熔化区
特点:该区被加热到液相线与共晶改变下限温度之间,温度规模1150~1250℃ 该区处于液固状况,一部门铸铁已熔化成为液体,其它未熔部门在高温感化下已改变为奥氏体
1)第食张奄恐、冷却速度对半熔化区白口铸铁的影响
  V冷很快,液态铸铁在共晶改变温度区间改酿成莱氏体,即共晶渗碳体加奥氏体 继续冷却则为C所饱和的奥氏体析出二次渗碳体 在共析改变温度区间,奥氏体改变为珠光体 因为该区冷速很快,在共析改变温度区间,可呈现奥氏体→马氏体的过程,并发生少量残存奥氏体
  其左侧为亚共晶白口铸铁,此中白色条状物为渗碳体,玄色点第食张奄恐、条状物及较年夜的玄色物为奥氏体改变后形成的珠光体 右侧为奥氏体快冷改酿成的竹叶状高碳马氏体,白色为残存奥氏体 还可看到一些未熔化的片状石墨
  当半熔化区的液态金属以很慢的冷却速度冷却时,其共晶改变按不变相图改变 最后其室温组织由石墨+铁素体组织构成
  当该区液态铸铁的冷却速度介于以上两种冷却速度之间时,跟着冷却速度由快到慢,或为麻口铸铁,或为珠光体铸铁,或为珠光体加铁素体铸铁 影响半熔化区冷却速度的身分有:焊接方式第食张奄恐、预热温度第食张奄恐、焊接热输进第食张奄恐、铸件厚度等身分 研究灰铸铁试板焊件第食张奄恐、热输进不异时,随板厚的增添,半熔化区冷却速度加速 白口淬硬倾向增年夜
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年夜影响 该区的化学成分不仅取决于铸铁自己的化学成分,并且焊逢的化学成分对该区也有重年夜影响 这是由于焊逢区与半熔化区慎密相连,且同时处于熔融的高温状况,为该两区之间进行元素扩散供给了很是有利的前提 某元素在两区之间向哪个标的目标扩散起首决议于该元素在两区之间的含量梯度(含量转变) 元素老是从高含量区域向低含量区域扩散,其含量梯度越年夜,越有利于扩散的进行
  进步熔池金属中促进石墨化元素(C第食张奄恐、Si第食张奄恐、Ni等)的含量对消弭或削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 这是由于半熔化区含C第食张奄恐、Si量高于熔池,故半熔化区的C第食张奄恐、Si反而向熔池扩散,使半熔化区C第食张奄恐、Si有所下降,增年夜了该区形成较宽白口的倾向
3第食张奄恐、奥氏体区
  该区被加热到共晶改变下限温度与共析改变上限温度之间 该区温度规模约为820~1150℃,此区无液相呈现该区在共析温度区间以上,其基体已奥氏体化,加热温度较高的部门(接近半熔化区),因为石墨片中的碳较多地向四周奥氏体扩散,奥氏体中含碳量较高;加热较低的部门,因为石墨片中的碳较少向四周奥氏体扩散,奥氏体中含碳量较低,随后冷却时,假如冷速较快,会从奥氏体中析出一些二次渗碳体,其析出量的几多与奥氏体中含碳量成直线关系 在共析改变快时,奥氏体改变为珠光体类型组织 冷却更快时,会发生马氏体,与残存奥氏体 该区硬度比母材有必然进步 熔焊时,采用恰当工艺使该区缓冷,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第食张奄恐、重结晶区
  很窄,加热温度规模780~820℃ 因为电弧焊时该区加热速度很快,只有母材中的部门原始组织可改变为奥氏体 在随后冷却过程中,奥氏体改变为珠光体类组织 冷却很快时也可能呈现一些马氏体
二第食张奄恐、裂纹是易呈现的缺陷
1.冷裂纹可发生在烛焊缝或热影响区上,
1)焊缝处冷裂纹
  发生部位:铸铁型焊缝,当采用异质焊接材料焊接,使焊逢成为奥氏体第食张奄恐、铁素体,铜基焊缝时,因为焊缝金属具有较好的塑性,焊接金属不易呈现冷裂纹
  启裂温度:一般在400℃以下 原因:一方面是铸铁在400℃以上时有必然塑性;另一方面焊缝所承受的拉应力是随其温度下降而增年夜 在400℃以上时焊缝所承受的拉应力较小
  发生原因:焊接过程中因为工件局部不平均受热,焊缝在冷却过程中会发生很年夜的拉应力,这种拉应力随焊缝温度的下降而增年夜 当焊缝全为灰铸铁时,石墨呈片状存在 当片状石墨标的目标与外加应力标的目标根基垂直,且两个片状石墨的尖端又靠得很近,在外加应力增添时,石墨尖端形成较年夜的应力集中 铸铁强度低,400℃以下根基无塑性 当应力跨越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,因为白口铸铁的缩短率比灰铸铁缩短率年夜,加以此中渗碳体机能更脆,故焊缝更易呈现裂纹 影响身分:
①第食张奄恐、与焊缝基体组织有关,焊缝中渗碳体越多,焊缝中呈现裂纹数目越多 当焊缝基体全为珠光体与铁素体构成,而石墨化过程又进行得较充及时,因为石墨化过程陪伴有体积膨胀过程,可以败坏部门焊策应力,有利于改善焊缝的抗裂性
②第食张奄恐、与焊缝石墨外形有关,粗而长的片状石墨轻易引起应力集中,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机能
③第食张奄恐、与焊补处刚度与焊补体积的巨细及焊缝是非有关,焊补处刚度年夜,焊补体积年夜,焊缝越长都将增年夜应力状况,促使裂纹发生
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