含石墨奥氏体铸铁焊条的研制

摘要

奥氏体铸铁不仅有很好的抗腐蚀、抗氧化性能,而且具有良好的综合机械性能。特别是奥氏体球墨铸铁具有在凝固过程中碳化物形成倾向小,基体组织由单相奥氏体组成,固态下不产生马氏体相变等特点,在国际上其新成员已获得了较广泛的应用,其快速发展也为新型铸铁焊材的开发带来了新的机遇。本文根据奥氏体铸铁的凝固特性和组织特点,研制出规格为Ф5.0mm×400mm的适合灰铸铁和球墨铸铁焊接的含石墨奥氏体铸铁焊条,测试和评价了含石墨奥氏体铸铁焊条的焊接工艺性能,探索了工艺因素对接头组织和性能的影响规律。研究结果表明:
　　药皮成份中碳酸钙含量为30％,白泥及长石为8%,萤石为15%时焊接工艺性能良好,白泥及长石中均含有的大量SiO2有稀渣作用,其含量过多熔渣会过稀流到焊道两边。萤石过多不利于电弧的稳定性,使渣的粘度过低,自动聚到焊缝两侧,含量过少时不利于除氢,焊道下有气孔存在。大理石的含量过低熔渣不能覆盖于焊道表面,焊道抗裂性差,过高会使焊道表面熔渣覆盖不均匀。
　　含石墨奥氏体铸铁焊条的焊接性能优良,当焊接电流为180A时,焊接工艺性能最佳。焊接过程中电弧较稳定,无弧偏吹现象,断弧长度为35mm,药皮发红不严重,焊接过程中飞溅小,脱渣性良好,焊缝成形较好。焊缝长150mm,宽15mm时无裂纹出现,打磨后焊道下无气。因此,含石墨奥氏体铸铁焊条可以满足大多铸铁缺陷的焊补。
　　随着药皮中铝含量的增加,焊缝石墨化能力增强,焊缝硬度降低。当药皮中含铝量为2%时,焊补区域的硬度已可以满足机械加工。
　　室温下使用含石墨奥氏体铸铁焊条进行手工电弧焊,焊接电流在150~210A范围内时,焊缝硬度在HB175~219范围。与母材硬度HB183接近,便于机械加工。

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1 文献综述

1.1 铸铁焊接的意义

1.2 铸铁的焊接性分析

1.3 铸铁的焊接方法

1.4 铸铁焊条的研究现状

1.5 研究目标及内容

2 研究方法

2.1 总体研究方案

2.2 熔敷金属成分设计

2.3 焊条制备

2.4 焊条焊接工艺性能测试

2.5 焊接试验方法及条件

2.6 焊接接头显微组织与硬度分析

2.7 本章小结

3 含石墨奥氏体铸铁焊条的焊接工艺性能

3.1 药皮配方

3.2 电弧稳定性及影响因素

3.3 飞溅性

3.4 脱渣性

3.5 药皮发红性

3.6 焊缝外观

3.7 本章小结

4 手弧焊接头组织与硬度

4.1 接头整体形貌

4.2 试验用母材的微观组织

4.3 Z308铸铁焊条焊接接头微观组织与硬度

4.4含石墨奥氏体铸铁焊条焊接接头的组织形态

4.5 含石墨奥氏体铸铁焊条焊接接头硬度分布特征

4.6 本章小结

5 结论

致谢

参考文献

在校期间发表论文及所获奖励