New advances for cast iron welding in China in last decade

In this paper. the research activities in the field cast iron welding in China in China in last decade are introduced. Investigations related to hot cracking and cold cracking of cast iron welding are reviewed Development of new consumables for welding ductile iron.compacted graphite iron and austempered ductile iron are also described.

灰铸铁制动鼓的热循环开裂分析及表面改性

针对重型卡车在连续刹车时频繁地冷热循环容易造成制动鼓失效开裂的问题,提出一种提高灰铸铁制动鼓抗热开裂性能的表面改性方法——搅拌摩擦焊。实验以灰铸铁(HT250)制动鼓为研究对象,采用循环淬火处理模拟制动鼓的服役工况,淬火处理时的温度为900℃,冷却方式为水冷。利用维氏硬度测试仪测量淬火前后试样的硬度变化,结合扫描电镜、能谱仪和金相显微镜表征试样的微观组织和裂纹形貌。实验结果表明:频繁的冷热循环是导致制动鼓开裂失效的主要原因,经历20次循环淬火处理后,裂纹开始在石墨与珠光体界面处萌生,且主要沿着石墨长度方向扩展,裂纹周边生成了氧化铁新生相;此外,循环淬火处理后灰铸铁的维氏硬度有所提高,但硬度分散性增大;经历相同循环淬火次数后,表面改性试样比原始试样的裂纹数量更少,且裂纹长度更短,这主要是因为表面改性后灰铸铁表面的石墨组织长宽比减小,且珠光体片层间距减小,提高了裂纹萌生和扩展的阻力,从而导致灰铸铁制动鼓的抗热开裂性能提升。

灰铸铁同质焊缝电弧冷焊接头冷裂纹研究进展

从焊缝石墨形态及焊缝组织对冷裂纹的影响、铸铁型焊缝冷裂纹产生机理及裂纹萌生与扩展的微观过程、热影响区冷裂纹研究、铸铁焊接接头冷裂纹试验方法等四个方面综述了国内外灰铸铁同质焊缝电弧冷焊焊接接头冷裂纹的研究进展。研究发现 ,石墨呈球状时可以大为改善焊缝的抗裂性 ;利用贝氏体马氏体二次相变应力松弛效应可以降低灰铸铁焊缝裂纹敏感性 ;裂纹容易在相邻石墨间的窄铁素体基体桥处萌生与扩展 ;扩散氢对灰铸铁接头热影响区冷裂纹影响小而马氏体相变影响大。在灰铸铁焊接冷裂纹试验方法方面 ,重点讨论了能定量评定焊缝抗裂性的铸铁焊缝拘束裂纹试验及平板刚性拘束裂纹 (PRRC)

灰口铸铁焊缝断口分析

通过灰口铸铁同质电弧冷焊焊缝断口宏观与显微分析，对灰口铸铁焊缝裂纹的形成及扩展机理进行了探讨。结果表明：灰口铸铁焊缝冷裂纹开裂主要以准解理断裂方式进行。

球状石墨铸铁焊缝冷裂纹萌生与扩展动态观察

利用自制拉伸装量在光学显微镜下对球状石墨铸铁焊缝冷裂纹的萌生与扩展进行了动态观察.在拉应力作用下,塑性变形集中在铁素体区.裂纹的萌生部位有:(a)铁素体应变集中处,特别是近邻球状石墨之间的基体桥及表层下存在球状石墨的薄层铁素体处;(b)铁素体与珠光体交界处;(c)珠光体应变集中处.裂纹选择铁素体比例大的区域,穿过球状石墨间的基体桥,连接距离较近的球状石墨扩展.

灰铸铁件小缺陷焊补的研究

介绍了灰铸铁件小缺陷的特殊性 ,从焊补工艺上和材料的选用两方面考虑 ,有效地降低了焊接裂纹的产生 ,使母材与焊补金属熔合良好。在试验的基础上 。

汽轮机低压缸隔板裂纹的补焊修复措施

某电厂#2汽轮机在大修时发现,低压缸第6级隔板存在1条长约35 mm的表面裂纹,直接影响了机组的安全运行。对隔板材料进行综合分析后,决定采用冷焊法对该缺陷进行挖磨和补焊。介绍了补焊工艺、准备工作、防范措施及检验手段。隔板补焊后经过一个大修周期的运行,补焊部位未出现新的缺陷,证明采用该补焊工艺完全能够保证补焊后的隔板安全运行。

球铁光纤激光-MIG复合焊接头的裂纹倾向与力学性能

以308L不锈钢焊丝作为填充材料,采用光纤激光-MIG电弧复合焊在5 mm厚的球墨铸铁上进行焊接,重点关注了工艺参数对裂纹倾向的影响,获得了成形良好且无裂纹的焊接接头.结果表明,随着激光功率的减小和电弧电流的增加,接头熔合比减小,裂纹倾向降低.接头显微硬度和组织的分析结果表明,由熔合比带来的碳含量变化是影响裂纹倾向的直接原因.在厚度10 mm的球墨铸铁试件上开X形坡口进行多层多道焊,所得焊接接头的强度和断后伸长率分别为母材的73%和20%,接头断裂机制为脆性断裂,半熔化区的莱氏体是造成断裂的原因.

铸铁焊条EZFe-3焊接接头组织性能

在原有铸铁焊条的基础上,研制了EZFe-3铸铁焊条。通过现场施焊、硬度测试、白口区厚度测量、可加工性测试、金相组织观察和力学性能试验,对焊接接头的组织和性能进行研究。试验结果表明,研制的焊条焊缝组织为珠光体+少量铁素体,焊接接头具有良好的可加工性和抗裂性。

变质处理的白口铸铁焊接方法的探究

对变质处理的白口铸铁分别采用常用的铸铁焊条Z308、焊条J507和焊丝ER308(TIG)进行焊接,并通过焊接接头金相分析、显微硬度测试等方法对比分析了其焊接性。实验结果表明:采用高鉻镍不锈钢焊丝ER308焊补铸铁焊接性最好;焊条J507在600℃预热,焊接电流90～100A时,焊接接头成型良好,硬度较高,焊接成本较低,适合白口铸铁的焊接。

灰铸铁表面激光送丝堆焊组织和性能的研究

在灰铸铁表面用专用的合金焊丝进行堆焊试验。借助光学显微镜、扫瞄电子显微镜、能谱仪对堆焊层及热影响区显微组织进行观察与分析,得知堆焊层显微组织特征是分布在FeNi基体上的树枝状V8C7,热影响区组织为细的莱氏体,多层堆焊层与基体结合良好。通过显微硬度计测试了堆一层的显微硬度为HV900-1200,堆两层的为HV700-900,说明堆焊层数增加,结合牢固,裂纹倾向减少。

过渡合金送丝堆焊对激光多层堆焊组织性能的影响

采用球铁作为基体材料,在不预热情况下通过增加过渡合金堆焊层,再选用专用焊丝进行堆焊试验。由于过渡焊丝中的Ni、Cr提高了奥氏体的稳定性,产生FeNi缓解了高硬度焊丝中碳化物内产生的残余应力,减缓硬度梯度,多次堆焊加热使其热应力在该区域得到缓释,产生裂纹倾向下降。同时又由于专用焊丝中的C、V能形成碳化物,因此提高了堆焊层的硬度。

高抗裂性高强度纯镍铸铁焊条的研究

本文主要研究了Ｃ、Ｙ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｓｉ、Ｒｅ－Ｍｇ、Ｓｉ－Ｃａ对纯镍铸铁焊条冷焊时焊缝抗热型性的影响规律及其机理．在最大限度提高焊缝金属抗裂性，保持或改善接头加工性能的前提下，探讨了石墨球化剂Ｒｅ－Ｍｇ和细化晶位元素Ｔｉ对焊缝金属机械性能的影响．得到了抗裂性优良、加工性良好，机械性能较高的纯镍铸铁焊条．

汽车铸造模中球墨铸铁的焊接裂纹分析及解决措施

介绍了汽车铸造模中球墨铸铁的成分、性能及在应用,在补焊过程中产生裂纹类型,分析裂纹产生的基本原理,探讨避免产生裂纹的方法及措施。

手工电弧焊冷焊对铸铁的修复

介绍了拖船绞盘座底板的断裂情况,并在对其材料的技术性能,铸铁的可焊性分析的基础上,确定了手工电弧冷焊的施焊方案,并提出了具体的焊接工艺,顺利地完成了该工件的修复工作。

绞车制动轮产生裂纹的原因及修复

对提升绞车制动支轮产生裂纹的原因,从结构设计、加工过程、使用操作等方面进行了分析,并根据现场实际情况采用了焊接时工件不需预热,焊接后工件变形少,设备简单,劳动条件好,可灵活掌握的"冷焊法",同时辅助以正确的焊接工艺,进行焊接修补,取得了理想效果.为处理此类故障提供了借鉴的经验.

汽车覆盖件铸铁模具焊接修复工艺研究与应用

针对汽车覆盖件铸铁模具焊接修复时易产生裂纹、气孔等缺陷,介绍了铸铁模具零件的母材特性及焊接性能。以某车型拉深模为研究对象,分析了采用Z308与YJGT-3的焊材组合、焊前预热、焊中温控与焊后缓冷等修复工艺与流程。试验结果表明,采用该焊接工艺进行模具修复,焊缝质量良好,无裂纹、气孔等缺陷,模具修复周期由3万冲次提升至15万冲次,且制件成形质量提高,可为汽车覆盖件铸铁模具的焊接修复提供参考。

铸铁冷焊的氧化铁系低碳钢焊条的研制

针对采用低碳钢焊条在冷焊铸铁时极易出现白口层、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。

超低碳型多用焊接材料的研制

研制了一种超低碳型多用焊接材料，该焊接材料所获得的焊缝组织为铁素体＋珠光体基 体，通过在合金系统中加入Ｎｉ、Ｃｕ等合金元素，保证了焊缝金属与铸铁、高碳钢等材料的可焊 接性．这种焊接材料不但可以用于灰口铸铁和球墨铸铁件的补焊和连接，也可用于焊接中碳钢、 中合金钢和部分高碳钢．

可焊耐高温球墨铸铁发动机零件的开发

适当调整硅系耐高温铸铁材料的成分可以将材料应用于不同的场合,论述了耐高温球墨铸铁材料零件的开发过程,并介绍了与材料特性相关的制造工艺。