铸铁喷焊组织及力学性能研究

为了解决铸铁焊补中焊缝处存在白口、淬硬组织以及裂纹等问题,采用氧乙炔火焰喷枪喷焊自熔性合金粉末F101和Ni60焊接球墨铸铁和用铸铁焊条Z308电弧冷焊球墨铸铁,并对试样进行抗拉强度、硬度测试和金相组织观察。结果表明:用铸铁焊条电弧冷焊后焊缝有白口、淬硬组织及裂纹;用Ni60合金粉末喷焊后熔合区硬度出现突变,硬度高达701HV,与母材硬度值差别很大,用F101合金粉末喷焊后热影响区及焊缝处硬度值与母材差别不大;金相组织观察表明焊缝与母材除了机械结合外,还有冶金结合。喷焊的焊缝无裂纹,且结合强度高于铸铁焊条的焊缝。     

一种新型钢芯铸铁冷焊焊条

目前,铸铁件冷焊多采用昂贵的镍基焊条.采用价格便宜的铸铁焊条冷焊,其焊缝强度低.塑性差、易出现裂纹、白口组织,特别是接头硬度高,加工性能差.为此,研制了一种新型同质铸铁冷焊焊条.这种焊条采用H08A焊芯,在冷焊状态下达到下述设计要求:①有效地解决裂纹、白口问题;②接头硬度低,机械加工性能好,焊缝强度高;③具有良好的工艺性能.铸铁冷焊焊条药皮中加入多种石墨化剂.复合变质剂及稀土、硅钙合金.为减少石墨化元素烧损,采用了弱氧化性的萤石-长石渣系.1 实验内容及结果分析实验采用φ4.0 mm焊条,交流施焊,焊前试板不预热,焊后的自然冷却,焊条焊前280℃×1h烘焙.试板为灰口铸铁.焊接电流160～170A,电弧电压25～30V,焊接速度150mm/min.焊缝的化学成分见下表.焊缝抗拉强度315MPa.硬度试验结果:     

灰铸铁电弧冷焊时焊材对加工性能的影响

采用Z208、Z248、Z308、Z116四种焊条对灰铸铁进行电弧冷焊试验,对比了焊缝组织、半熔化区白口硬度及宽度,并从焊接冶金角度作出分析.结果表明:Z208 、Z248所焊焊缝同母材一样为灰铸铁,Z208因白口宽度大不能进行后续机加工;Z308、Z116所焊焊缝与母材异质,Z308几乎无白口,具有优良的加工性能.     

含变质剂AF铸铁冷焊焊条的研究

本文用低碳钢焊芯，通过药皮过渡石墨、硅铁、复合变质剂ＡＦ等物质研究出了具有较高抗裂性和良好切削加工性的铸铁同质电弧冷焊焊条。对所焊接头进行了化学成份分析、硬度测定、金相组织观察和切削加工试验，探讨了变质剂ＡＦ在灰口铸铁焊缝和熔合区中石墨化及石墨形态的影响规律，推荐了灰铁冷焊焊缝金属化学成份的合理范围。     

自制铜铁焊条和镍铜焊条的灰铸铁电弧冷焊研究

采用自制铜铁焊条、镍铜焊条,运用电弧冷焊工艺对灰铸铁进行焊接试验,研究了其焊后接头的金相组织、硬度。结果表明,用所研制铜铁焊条、镍铜焊条进行铸铁补焊是可行的。     

Na变质剂对铸铁焊缝金属组织性能的影响

采用光学显微镜、硬度计、定量金相、原子吸收光谱等方法研究了Ｎａ变质剂对铸铁焊缝金属组织及性能的影响。结果表明,在铸铁焊条药皮中加入适量Ｎａ变质剂可明显降低焊缝金属的白口倾向,使石墨大量析出、细化,降低焊缝金属的硬度。Ｎａ变质剂的引入为研制铸铁冷焊焊条开辟了一条新的途径。     

铸248铸铁芯电焊条的机器压涂

文化大革命以来,我国工人阶级通过科学试验,创造了能够完全避免白口的铸铁芯焊条不予热电弧焊法。目前在一些工厂已广泛用于焊补铸件上不易产生热裂纹的部位,深受焊工的欢迎。铸铁芯焊条不予热焊的特点是采用较大的电流,缺陷部位焊平后不立即停止,而将焊缝堆高,大约超出母材5～8毫米。通过电弧热将熔合线在红热状态下延续一些时间,使石墨充分析出,有效地避免白口组织     

铸铁冷焊的氧化铁系低碳钢焊条的研制

针对采用低碳铜焊条在冷焊铸铁时极易出现白口屡、抗裂性差的问题,本文利用氧化铁皮和石墨,研制了铸铁冷焊用氧化铁系低碳钢焊条,在半熔化区和焊缝区降低了白口层和裂纹的发生.     

QT400-18球墨铸铁焊补工艺研究

球墨铸铁铸造生产中难免产生铸造缺陷,根据铸件技术要求可以采用焊补修复。然而,球墨铸铁含碳量高,焊接性能差,焊补过程中易产生白口组织和裂纹。通过对QT400-18球墨铸铁焊补工艺进行研究,制定严格的焊补工艺,通过与母材对比结果表明,选用Z408焊补后的硬度稍高,不适合用于加工面的焊补处理,Z308焊条焊补后的硬度与母材接近,可以用于加工面的焊补处理,Z308焊条和Z408焊条焊补后的抗拉强度和屈服强度基本与母材一致,不影响铸件的使用性能。     

铸铁冷焊如何选用结构钢焊条

用结构钢焊条补焊铸铁,具有焊条来源充足、价格便宜、操作容易、能进行全位置焊、与铸铁的熔合性好等优点。但也存在一些致命的缺点,如在半熔化区易出现白口组织;在靠近熔合线的焊缝部分易出现马氏体淬硬组织。这不但加工困难,而且极易导致裂纹产生。最有代表性的是沿半熔化区形成的剥离裂纹。如何扬长避短,除了合理的焊接工艺之外,正确的选用焊条也是很重要的。现将我们的实践经验总结如下,供参考。     

铸铁件电弧冷焊熔合区白口组织的控制

进行了冷焊条件下控制铸铁件焊补区白口组织的试验．结果表明，采用Ｓｉ－Ｃａ－Ａｌ－Ｂｉ系合金粉层对焊补熔合区进行集中强石墨化孕育处理及焊前在缺陷表面形成Ｎｉ基合金粉末喷涂层，均可消除熔合区白口     

同质焊缝球墨铸铁焊条的研制

研制了一种适合于球墨铸铁与球墨铸铁以及球墨铸铁与结构钢焊接的专用球墨铸铁焊条，通过试验确定了球墨铸铁焊条的合金成分并给出了比较合理的焊芯和焊条药皮化学成分。采用该焊条对球墨铸铁焊接时，可以达到同质焊缝要求。测试结果表明，焊缝金属的化学成分、金相组织均满足焊接球墨铸铁的要求，焊缝的硬度在190～230HB之间，焊缝中石墨球化稳定，焊条具有良好的焊接工艺性能。     

表面喷焊处理对铸铁表面组织和性能的影响

利用镍基自熔合金粉末,采用氧乙炔火焰喷焊技术在灰铸铁HT200基体表面制备喷焊层,研究了喷焊层的成分分布、组织与性能。结果表明,镍基喷焊层与铸铁基体形成了良好的冶金结合,合金元素在喷焊层与基体界面附近连续分布,保证了采用火焰喷焊技术得到的涂层与基体之间具有较高的结合强度。     

微合金化灰铸铁气焊丝焊接接头组织与性能

以弱碳化焰熔化微合金化灰铸铁焊丝,并充填灰铸铁棒材U型坡口,通过金相观察接头微观组织,发现铸铁同质焊缝微观组织对微合金化元素含量十分敏感,微合金化处理能够实现焊缝金属与基体金属的高强度冶金结合,微合金元素促进焊缝石墨化,并有效避免白口组织及焊接裂纹形成.焊接接头抗拉强度高于基体且硬度接近基体金属,机械加工性能良好.微合金化气焊丝成分可调,可满足各种牌号灰铸铁件的气焊需要.     

Studies on weldability of iron-based powder metal alloys using pulsed gas tungsten arc welding process

The extended use of powder metal components can be improved by the use of welding joining methods. This work investigates the weldability of iron-based powder metal alloys (Fe–Ni, Fe–Ni–P alloys) using the pulsed gas tungsten arc welding process (GTAW) with three different filler metals (AWS R 70S-6, AWS R 309L, AWS R Fe–Ni). Results revealed that the Fe–Ni powder metal alloy does not present any metallurgical difficulty concerning the weldability for all types of filler metal studied. The Fe–Ni–P powder metal alloy, microstructural examinations showed that, despite its high content of phosphorus (0.25 wt%), the utilization of pulsed GTAW process with stainless steel 309L filler metal resulted in welds free of porosities and solidification cracks. Metallographics examinations suggest that the absence of solidification cracks in this alloy can be mainly attributed to the presence of delta ferrite in the stainless steel weld metal which absorbed part of the phosphorus and significantly reduced the formation of the Fe₃P low-melting eutectic in the weld pool during cooling. In contrast, solidification cracks were observed when joining the Fe–Ni–P powder metal alloy using RFe–NI and R70S-6 filler metals. Hardness tests carried out indicated a heat affected zone (HAZ) with no excessive hardening for all alloys studied. Furthermore, tensile tests showed that the fractures always occurred in the base metal with tensile strength slightly superior to the value of unwelded samples. As a result, this investigation showed the feasibility of joining iron-based powder metal alloys by the pulsed GTAW process since a rigid control of the heat input is implemented together with an adequate choice of the filler metal, especially when welding the Fe–Ni–P alloy.     

高镍球铁同质电焊条的焊接工艺性能

铸铁焊接效果在很大程度上取决于铸铁焊接材料,本文设计制造了新型高镍球铁同质电焊条。研究高镍球铁电焊条在冷焊条件下的焊接工艺性能和接头组织与性能。综合评价结果表明,高镍球铁同质电焊条焊接工艺性能良好,焊缝金属具有典型的铸铁结构,微观组织由奥氏体和球状石墨及晶间碳化物组成,熔合区宽度较窄,未产生莱氏体组织,接头抗拉强度为399 MPa,硬度在189～226 HB,加工性能优良,色泽与母材一致。新型焊材兼具镍基焊材和铸铁同质焊材双重优点,在铸铁焊接及焊补领域具有良好的工程应用前景。     

低合金奥-贝球铁电弧焊焊条的研究

本文通过等温热处理系统地研究了Ｃｕ，Ｎｉ，Ｍｏ对球铁焊缝金属等温转变，奥－贝化能力及机械性能的影响，并利用Ｘ射线衍射仪，扫描电镜，透射电镜研究了低合金奥－贝球铁焊缝的基体结构，分析讨论了基强韧化机制。在此基础上首次研制成功了Ｎｉ－Ｍｏ低合金奥－贝球铁新焊条，与非合金化奥－贝球铁焊条相比，焊缝金属的奥－贝化能力提高２．５倍，其焊缝与焊接接头的机械性能均满足奥－贝球铁的要求。     

等离子弧喷焊铜基合金的组织和耐磨性

采用等离子弧喷焊技术,在Q235钢表面制成熔敷低磷锡青铜和镍基合金混合粉末的喷焊层。利用金相、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等方法对喷焊层和结合层的组织进行研究,同时测试了喷焊层的硬度和耐磨性。结果表明,喷焊层与基体是冶金结合,结合线清晰。熔敷合金稀释率低。喷焊材料为铜基合金DGCu150时,喷焊层含有α-Cu相,δ相,ε相和Cu₃P。喷焊材料为铜基合金DGCu150+适量镍基合金DGNi50A时喷焊层主要含有α-Cu相,δ相,ε相,Cu₃P,γ-Ni,Ni₂B,CrB,(Fe,Ni)₂₃C₆,(Cu,Ni)₂₃C₆和Fe₅Si₂B₂。随加入铜基合金粉末中的镍基合金粉末量的增加,喷焊层与基体之间的结合层加厚,喷焊层的硬度和耐磨性显著提高。     

喷敷镍基合金过渡层与铸铁同质焊条电弧冷焊相结合的铸铁焊补新工艺

通过在铸件缺陷表面喷敷镍基合金过渡层,采用多元微合金化铸铁同质焊条大电流连续焊工艺,可获得无白口和裂纹的铸铁同质焊补区。为有性能要求的铸铁件的焊补（接）提供了一条新的途径。