一、新型鑄鐵焊條的性能及簡(jiǎn)單理論解釋
1. 性能
A型鑄鐵焊條可全位置焊接各種鑄鐵工件，B型鑄鐵焊條應(yīng)選用坡平焊位置。鑄鐵焊條防潮性能好，焊接時(shí)無(wú)需烘干，保管、使用方便。焊縫抗裂性好、氣孔少、熔合好，基本無(wú)咬邊現(xiàn)象。焊縫氣密性、加工性較好；焊縫顏色與母材相近，給某些特殊需求的產(chǎn)品帶來(lái)便利。焊接設(shè)備無(wú)特別要求，交直流焊機(jī)均可（但選用交流焊機(jī)時(shí)，焊機(jī)空載電壓應(yīng)＞70V) 。B型鑄鐵焊條打破了白口鑄鐵“不可焊”的禁區(qū)，填補(bǔ)了白口鑄鐵焊條品種的空白。
由于改性焊條所用的藥粉市場(chǎng)購(gòu)買非常方便，可以隨用隨買，與鎳基焊條相比，價(jià)格低廉（幾乎與原結(jié)構(gòu)鋼焊條價(jià)格相當(dāng)）。藥皮不發(fā)紅，可以不停弧連續(xù)施焊，實(shí)現(xiàn)快速焊接。
2．簡(jiǎn)單理論解釋
由于鑄鐵含碳量高、強(qiáng)度低、塑性差、剛性大、對(duì)溫差極為敏感，焊接時(shí)其殘余應(yīng)力不易通過(guò)母材的變形來(lái)消除，因此鑄鐵焊接時(shí)極易產(chǎn)生焊接裂紋及其他缺陷。為此，人們通常從焊接冶金和焊接應(yīng)力方面對(duì)焊條進(jìn)行研究。
鑄鐵組織內(nèi)部存在著一定量的硅，焊接時(shí)，它們逐漸浮在母材表面變成了二氧化硅，導(dǎo)致焊縫易產(chǎn)生未熔合、咬邊、夾渣、氣孔，并降低了焊縫的抗裂性能，即硅是鑄鐵焊接時(shí)的有害元素。結(jié)構(gòu)鋼焊條具有較好的
焊接工藝性能，為改善鑄鐵焊接冶金狀態(tài)提供了有利條件，它改性時(shí)所加藥粉的主要作用正好抑制了二氧化硅的形成，即改善了焊縫冶金狀況，因此明顯提高了焊接接頭的抗裂性，大大降低了其他焊接缺陷產(chǎn)生的可能性。另一方面，與焊條相適應(yīng)的焊接工藝，能卓有成效地控制鑄鐵焊接時(shí)的焊接應(yīng)力。
二、新型鑄鐵焊條的特殊焊接要求
1．焊接接頭為非全熔透結(jié)構(gòu)
鑄鐵冷焊的坡口設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)鋼焊接有很大不同。由于鑄鐵焊接后焊縫的強(qiáng)度遠(yuǎn)高于母材，為保證焊接接頭性能的均勻，鑄鐵焊接時(shí)不能采用全焊透的結(jié)構(gòu)形式。即必須留出焊根，以促進(jìn)焊接殘余應(yīng)力的充分釋放，同時(shí)可減少焊縫的尺寸，因此焊接變形也較小。這種留焊根的坡口設(shè)計(jì)對(duì)防止焊接裂紋的產(chǎn)生將起到重要的作用。
2．設(shè)計(jì)合適的坡口形式
焊接時(shí)，根據(jù)不同的焊件結(jié)構(gòu)及要求
設(shè)計(jì)合適的坡口形式。例如：對(duì)于厚度不太大、有防漏及壓力要求的對(duì)接接頭，可采用單面帶根（鈍邊）的Y形或U形坡口（鈍邊部分不焊）；對(duì)于厚大件，為減小焊縫尺寸，不得不采用雙面Y或U形坡口，但同樣必須留出焊根不焊。需要指出的是，雙面坡口的焊接接頭只能達(dá)到低性能的強(qiáng)度要求，對(duì)于有防漏、壓力要求的工況總是難以滿足。
實(shí)際鑄鐵焊接中，開(kāi)Y形或U形坡口均可以焊接成功，對(duì)焊接質(zhì)量的影響無(wú)明顯區(qū)別，可以根據(jù)焊縫所處的位置，酌情選取。立焊時(shí)，由于可以利用結(jié)422焊條很方便地開(kāi)取U形坡口，故為首選；其他位置的焊縫坡口則以Y形較多見(jiàn)。
3．確保焊機(jī)具有較高的空載電壓
焊機(jī)空載電壓的高低對(duì)焊縫的抗裂性能、飛濺物、成形好壞、氣孔、咬邊等影響較大。試驗(yàn)證明，鑄鐵焊接時(shí)，焊機(jī)空載電壓越高，其焊縫氣孔越少、抗裂性越好，焊縫飛濺物、咬邊也少，焊縫成形美觀、引弧快。反之，焊縫缺陷較多。因此，為確保鑄件焊接成功，必須根據(jù)不同的焊接設(shè)備及其相應(yīng)的電流擋位酌情選取較高的空載電壓，并控制在≥70V。
一般地，電焊機(jī)的容量越大，其空載電壓可調(diào)范圍也較大，且易引弧，是焊接鑄鐵最適宜的焊機(jī)。對(duì)于交流焊機(jī)，空載電壓的高低與電流擋位值成反向變化。對(duì)于直流焊機(jī)，焊接電流擋位值越大，相應(yīng)空載電壓值越高。
4．采用獨(dú)特的焊接順序
正確的焊接順序，能有效地控制焊接裂紋的產(chǎn)生，增加焊縫的抗裂性能，達(dá)到快速焊接的目的。對(duì)于裂紋較多、較復(fù)雜的鑄鐵件的修復(fù)，一方面各條裂紋可以通過(guò)選取合理的焊接次序，結(jié)合各條焊縫的分層焊接，不僅可以達(dá)到交替不停弧焊接，實(shí)現(xiàn)快速焊接的目的，而且能有效控制焊縫的層間溫度，從而增加焊接接頭的抗裂性能。另一方面，可取消傳統(tǒng)的止裂孔，在裂紋起止處適當(dāng)留出若干長(zhǎng)度的后焊部位，待主要部位焊接完成后，再將留焊處焊接。留焊處焊接后，原裂紋處受到的應(yīng)力屬于壓應(yīng)力，故不必鉆止裂孔。
這種留后焊處的
工藝，使焊縫的殘余應(yīng)力降低，從而有效地控制焊接裂紋的產(chǎn)生。
5．嚴(yán)格控制焊縫層間溫度
鑄鐵焊接時(shí)，焊縫層間溫度應(yīng)嚴(yán)格控制在80℃以下，有利于限制工件變形量，并提高焊縫抗裂性能。
控制方法可采用：較小電流、較小直徑的焊條；坡口不宜過(guò)寬過(guò)深；焊條角度盡量大一些；低電弧；坡口周圍要求無(wú)水、無(wú)油無(wú)氧化物；較薄工件選用點(diǎn)焊、分段焊；切勿垂直收弧；選取合理的焊接順序，特別是對(duì)于多條裂紋的工件焊接；確保焊機(jī)空載電壓≥70V；如果焊縫溫度＞80℃，應(yīng)采用點(diǎn)焊、分段焊工藝或停止焊接，待焊縫溫度＜80℃再進(jìn)行焊接。
6．焊件捶擊
正確的捶擊能有效地松弛焊接殘余應(yīng)力，增加焊縫抗裂性能。實(shí)踐證明，鑄鐵焊接時(shí)，捶擊母材比捶擊焊縫效果更好，但應(yīng)注意捶擊的方法。
①當(dāng)工件裂縫處于立位時(shí)，用結(jié)422焊條開(kāi)坡口，坡口開(kāi)完后，用小錘沿坡口周圍輕輕敲擊1-2s。②進(jìn)行點(diǎn)焊時(shí)，在點(diǎn)焊后亦應(yīng)用小錘沿坡口周圍輕輕敲擊1-2s。③同時(shí)
焊接，同時(shí)敲擊工件，要求敲擊的力落在工件上，敲擊的振動(dòng)能傳導(dǎo)到焊縫。④焊縫成形后，敲擊的力要在熱影響區(qū)上，從熱影響區(qū)內(nèi)部對(duì)稱地向外部敲擊，直到焊縫溫度降到常溫時(shí)，敲擊結(jié)束。必須注意，所有的敲擊方向都是從貼近焊縫處向工件發(fā)散，不能敲擊焊縫。
7.新裂紋的補(bǔ)焊
如果焊縫成形后，在焊縫或在熱影響區(qū)又產(chǎn)生新的裂紋，可按如下
工藝來(lái)返修：
①裂紋處用手動(dòng)砂輪機(jī)修出坡口；②選用比原來(lái)較細(xì)的焊條來(lái)進(jìn)行補(bǔ)焊；③選用鑄308、鑄408焊條補(bǔ)焊；④選用較小電流、點(diǎn)焊工藝；⑤補(bǔ)焊后用手動(dòng)砂輪機(jī)修磨焊縫；⑥焊接捶擊，以松弛焊縫殘余應(yīng)力。
三、焊接實(shí)例
1．煤氣發(fā)生爐鑄鐵灰盤(pán)
一臺(tái)間歇式煤氣發(fā)生爐，爐徑2.75m，運(yùn)行不到一年，由于煤渣結(jié)塊，致使鑄鐵灰盤(pán)超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，造成灰盤(pán)多處裂紋及斷裂。采用A型改性焊條及相應(yīng)的
焊接工藝快速地完成了焊接修復(fù)。灰盤(pán)修復(fù)后運(yùn)行了兩年多才被換下。
2．鑄鐵曲軸箱體
一臺(tái)31.4MPa的氫、氮?dú)鈮嚎s機(jī)，由于連桿頭螺栓損壞，致使連桿頭沖壞鑄鐵曲軸箱體。采取固定位置焊修法。焊接時(shí)，用A型改性焊條及相應(yīng)的焊接工藝（包括交替不停弧焊接工藝），快速修復(fù)了箱體。經(jīng)檢查，未發(fā)現(xiàn)裂紋、夾渣、咬邊、氣孔等缺陷，滿足了用戶要求。
3．白口鑄鐵攪拌裝置底盤(pán)
某化工廠的浮選機(jī)安裝時(shí)，發(fā)現(xiàn)攪拌裝置底盤(pán)斷裂，其材料為白口鑄鐵，采用B型改性焊條及相應(yīng)的焊接工藝，一次修復(fù)成功
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