铸铁件电弧冷焊法

铸铁件的电弧冷焊法具有设备简单、焊前工件不用加温、焊后工件变形较小、运用灵活、适应性强等优点，尤其适用于大型复杂机件的焊修。但电弧冷焊时冷却速度快，工件受热不均，极易形成白口和裂纹。因此，应正确选择焊条，采用合理的焊修工艺，以消除电弧冷焊法的缺点和不足。 

1．焊条选用

电弧冷焊一般采用非铸铁焊条，所得到的焊缝组织（不包括熔合区及近缝区），塑性好，硬度不太高，通过锤击焊缝可以降低焊接应力，避免产生裂纹。

冷焊焊条按焊后加工性能可分为两类：一类用于焊后无须加工的焊条，如铜铁焊条、高钒铸铁焊条和氧化型钢芯铸铁焊条以及普通低碳钢焊条；另一类为焊后可加工焊缝的焊条，即镍基焊条。另外，为了得到溶深和热影响区都小的焊缝，防止产生白口，应采用小直径焊条，一般以2～4mm为宜。

2．电弧冷焊工艺

（1）焊前准备。清理焊修部位四周的油污、氧化物等杂质，可减少气孔，有利于熔敷金属与基体金属的结合。

（2）在裂纹两端钻止裂孔。止裂孔大小视工件厚度而定；若焊件厚度6～12mm，孔径为6～8mm；若焊件厚度12～15mm，孔径为8～12mm；若焊件厚度在25mm以上，可以不钻孔。

（3）为使熔敷金属与基体金属溶合良好，应沿裂纹开底部为圆弧形的坡口，坡口表面要光洁。若焊件厚度15mm以下，可开U形坡口；若焊件厚度超过15mm，应开X形坡口，如图1所示，一侧的坡口应开得浅一些，以用一道焊缝能溶满为宜。坡口宽度宜窄不宜宽，宽焊道收缩力大，容易造成裂纹。

（4）施焊操作。焊接的要点是“小电流、熔深浅、短段、断续分层焊，锤击焊缝除应力，退火焊道前段软”。

图１　焊件厚度与坡口

①焊接电流的选择。焊接时应选用合适的小电流：电流过小起弧困难，电弧也不稳定，不易焊透。电流过大，溶深增加，母材中的碳返入焊道中，使焊道含碳量增加，焊缝硬度提高，容易产生裂纹。因此，在能够顺利焊接时，电流越小越好。焊接电流选择可参考附表。

②焊条直径的选择。主要根据铸铁焊件的厚度而定。若厚度小于10mm，可选用直径2.5mm或3.2mm的焊条；若厚度大于10mm，可选用3.2mm或4mm的焊条，底层最好采用小直径焊条焊接。

③电源与极性的选择。铸铁焊接用直流电源为宜。因直流电源具有起弧容易、电弧燃烧稳定、飞溅少、正极电弧温度高于负极等特点。为减少母材金属过渡到焊缝中、减少金属过热和溶深、提高焊接质量，焊接铸铁工件应采用反接，即焊条接正极，工件接负极。

④焊接方法，尽量在水平位置施焊，防止溶液流失。为减少应力，防止裂纹，冷焊时尽量避免施焊部位过热，以缩小与基体金属的温差。为此采用“短段、断续、分层焊”。每道焊缝长度要短，一般壁厚为5～10mm的薄壁工件，每道焊缝长15mm。不应连续施焊，而是分散在多处起焊，如图2所示。焊接时要等每层焊缝冷却后，要采用分层焊，如图3所示。一方面可以采用较细焊条，减小电流；另一方面后焊的一层对先焊的一层有退火软化的作用。

每次焊接后，应立即用带圆角的尖头小锤锤击焊缝金属，使焊道组织细密，消除部分焊接应力，减少气孔、裂纹的产生。

铸铁和钢件焊接时，由于熔敷金属与铸铁结合力小，所以电弧应偏向铸铁一侧，以提高焊接金属与铸铁的结合力。

图２　分散多处起焊

图３　分层焊

3．焊后处理

对有密封要求的铸件，焊后应进行水压试验，试验发现焊修处漏水时，可用小尖冲子将漏水处辗补封闭，若此法无效，应将该处铲去重新焊补。

（作者地址：辽宁省辽阳市辽中县化工总厂　110200）

责任编辑：Anny