铸铁的焊接性

出处：按学科分类—工业技术 上海科学技术文献出版社《焊接材料选用手册》第295页（994字）

铸铁的焊接性很差，主要表现在：(1)焊接接头处易产生白口及淬硬组织，接头基本无塑性；(2)焊接接头处易出现焊接裂纹。

焊接铸铁时，如果采用低碳钢焊条，那么由于受到母材的稀释作用，靠近母材焊缝中的含碳量可能高达0．6%以上，故产生淬硬的马氏体。采用同质的铸铁焊材时，如果预热温度不足，则会产生白口及淬硬的焊缝组织，只有在采用预热加缓冷的工艺措施，调整焊缝化学成分，增加焊缝石墨化能力的情况下，才能避免白口组织的产生。

目前在焊接铸铁时，较多采用纯镍或镍基焊条。由于镍基合金焊缝为奥氏体组织，硬度较低，在高温时又能溶解一定量的碳，冷却时碳则以石墨形态析出，而且镍又是较强的石墨化元素，高温时，镍向母材半熔化区扩散的结果缩小了近缝区白口的宽度，提高了接头的塑性，所以国内外在焊接或焊补铸铁时已越来越多地采用纯镍或镍基焊材。采用镍基合金焊接，一般焊件可不预热，或低温预热，镍基合金焊缝金属强度高，塑性好，抗裂性优良，一般均作为焊接或焊补铸铁件的首选材料。

另一方面，铸铁在焊接时又易出现焊接裂纹。当采用铸铁型焊材时，较易出现热应力裂纹，即焊缝在冷却至400℃以下时，由于焊缝收缩所产生的拉应力而引起的裂纹。拉应力随温度的下降而增大，当降到一定温度时，铸铁基本无塑性。这时，在接头的应力集中处就容易开裂，甚至灰铸铁中的片状石墨顶端也可能成为裂纹源，造成焊缝开裂。为避免裂纹产生，一般将铸铁件整体加热，以减少焊缝与母材的温差，降低应力。也可以采用各种不同的加强补偿法，以控制焊缝在冷却时的收缩应力。同时，在焊接时应尽量保持母材温度较低，并采用小电流断续焊接。

另一种焊接裂纹在采用镍基焊材时较易出现，这种裂纹一般在较高温度下产生，所以又称为热裂纹。热裂纹产生的原因与钢材在焊接时产生的热裂纹相似，即镍与铸铁中的硫、磷形成低熔点共晶，而这些共晶体往往富集在粗大的奥氏体焊缝晶粒边界，在焊缝凝固时形成裂纹。为了减少镍基焊缝金属的裂纹敏感性，一般采用调整焊缝金属化学成分，细化焊缝晶粒，尽量控制母材的熔化深度，减少焊缝熔池中母材杂质元素，以及降低焊接应力等措施。