铸铁类金属的焊接性能介绍(下)

铸铁的焊接性主要取决于它们各自的微观结构和机械性能。例如，灰铸铁固有脆性，并且经常不能承受由冷却焊缝产生的应力。由于缺乏延展性的由粗石墨片造成的，石墨簇的可锻铸铁，并且在SG铁杆球状石墨，得到显著更高的延展性提高了可焊性。

在热影响区（HAZ），由碳化铁和马氏体组成的硬脆组织可能会减少可焊性。由于球墨铸铁和可锻铸铁不太可能形成马氏体，所以它们更容易焊接，特别是如果铁素体含量高。含有铁碳化物的白色铸铁通常被认为是不可焊接的。

其中的焊接过程，经常采用钎焊来避免开裂。在英国，钎焊通常被称为“青铜焊接”。青铜焊接是一种使用铜基填料的钎焊焊接方法。由于氧化物和其他杂质不能通过熔化去除，机械清洁会使石墨在整个表面上涂抹，所以必须彻底清洁表面，例如盐浴的手段。

在熔焊中，可以使用氧乙炔，MMA，MIG / FCA焊接工艺。一般来说，低热量输入条件，大量预热和缓慢冷却通常是避免HAZ开裂的先决条件。

由于氧乙炔属于温度较低的热源，所以氧乙炔焊接将需要比MMA更高的预热。渗透率和稀释率低，但广泛的热影响区和缓慢的冷却会产生一个软的微观结构。从安装在氧乙炔喷枪上的小料斗供给填料粉末的粉末焊接是非常低的热输入过程，并且通常用于在焊接之前对表面进行涂布。

MMA广泛用于铸铁的制造和维修，因为强烈的高温电弧能够实现更高的焊接速度和更低的预热水平。MMA的缺点是熔池渗透率和母体金属稀释度较高，但使用电极负极性有助于减少热影响区。

MIG和FCA MIG（浸渍转移），尤其是FCA工艺可用于实现高沉积速率，同时限制焊接渗透量。

在氧乙炔焊接中，消耗品通常具有稍高的碳含量和硅含量，以得到具有匹配机械性能的焊缝。最常见的MMA填充棒是镍，镍-铁和镍-铜合金，它们可以适应来自母体金属的高碳稀释，并产生可延展的机械加工焊缝。

在MIG焊接中，电极线通常是镍或蒙乃尔合金，但也可以使用铜合金。药芯焊丝，镍铁和镍铁锰丝也可用于焊接铸铁。粉末是基于镍，加入铁，铬和钴来提供一系列的硬度。

在焊接缺陷上，高碳焊缝金属沉积物的潜在问题通过使用产生细碎石墨，较低孔隙率和容易机械加工的沉积物的镍或镍合金消耗品来避免。但是，母金属稀释的硫和磷含量高的镍沉积物可能导致凝固开裂。

硬而脆的HAZ结构的形成使得铸铁在焊后冷却过程中特别容易发生HAZ开裂。通过预热和缓慢的焊后冷却降低HAZ开裂风险。由于预热会降低焊缝和热影响区的冷却速度，马氏体形成受到抑制，HAZ硬度有所降低。预热还可以消除收缩应力并减少变形，减少焊接裂纹和热影响区的可能性。

由于不均匀膨胀，特别是在复杂铸件的预热过程中，或在大型部件上进行预热时，裂纹也可能会导致裂纹，因此应始终逐步进行预热。此外，应始终允许铸件冷却以避免热冲击。
另一种替代技术是大型铸件的“淬火”焊接，这将很难预热。焊接是通过在低热输入下沉积一系列小的焊带焊道来使HAZ最小化。这些焊珠是在锤炼的同时热的，以减轻收缩应力，焊接区域用鼓风或湿布淬火以限制应力积聚。

由于铸造缺陷的可能性及其固有的脆性，经常需要对铸铁部件进行修理。对于小修，MMA，氧乙炔，钎焊和粉末焊接工艺都可以使用。对于较大的区域，MMA或粉末技术可以用于对接缝的边缘进行涂抹，然后用MMA或MIG / FCA焊接来填充凹槽。