鑄鐵銲接用銲材

鑄鐵銲接用銲材介紹

 1.母材屬性介紹:

鑄鐵是含有碳(C)2 ~ 4%Si0.5 ~ 4%Mn0.3 ~ 2%P0.05 ~ 1%左右的鐵基合金鑄件在運用上為達特定用途會添加錳或矽或鎳或鉻或鉬等合金,其延性差且銲接性非常不佳。常見的鑄鐵分類如下表所示:

 

    

JIS章節

JIS類號

  

灰鑄鐵

普通鑄鐵

G5501

FC100  FC150

FC200

①業界泛用,破斷面呈灰色而得名。

②高級鑄鐵為波來鐵組織,強度及韌性較普通鑄鐵高。

高級鑄鐵

G5501

FC250  FC300

FC350

球狀石墨鑄鐵

球狀石墨鑄鐵

G5502

FCD350  FCD400

FCD450  FCD500

FCD600  FCD700

FCD800

①亦稱延性或球墨鑄鐵,一般添加MgCeCa,在鑄造原態之石墨呈球狀化。

②抗拉強度為普通鑄鐵之2~3倍且伸長率高,銲接性佳。

沃斯回火石墨鑄鐵

G5503

FCAD900  FCAD1000

FCAD1200

FCAD1400

肥粒鐵球狀石墨鑄鐵

G5504

FCAD300LT(低溫用)

可鍛鑄鐵

黑心可鍛鑄鐵

G5702

FCMB270  FCMB310

FCMB340  FCMB360

①黑心可鍛鑄鐵是將白銑(白口鑄鐵)加熱至雪明碳鐵分解溫度(700-900)使之石墨化,使基地成為具延伸之肥粒鐵,破面呈黑色。

②白心可鍛鑄鐵是將白銑加熱至氧化性氛圍氣的高溫(850-1000)使之脫碳而改善延性。

③波來鐵可鍛鑄鐵是施以熱處理使成為石墨及波來鐵組織,切削性佳、耐磨耗、強度大、易淬火

白心可鍛鑄鐵

G5703

FCMW300  FCMW370

FCMWP440  FCMWP490

FCMWP540

波來鐵可鍛鑄鐵

G5704

FCMP440  FCMP490

FCMP540  FCMP590

FCMP690

合金鑄鐵

鎳合金鑄鐵

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耐熱、耐蝕、耐磨耗

鉻合金鑄鐵

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具硬度、耐磨耗、耐熱性

鎳鉻合金鑄鐵

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合金鑄鐵中用途最廣,高強度、韌性、硬度、耐熱性及耐蝕性

鎳鉻鉬合金鑄鐵

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高強度、抗疲勞、耐磨好,常用於引擎曲柄軸

鎳鉻矽合金鑄鐵

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耐熱,常用於火爐金屬器具

鎳鉻銅合金鑄鐵

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耐熱、耐酸

鋁合金鑄鐵

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耐熱、耐酸,常用於鍋爐配件

 

 

2.銲接方法與特性:

鑄鐵合金因含碳量較高銲接性較差甚至也有無法銲接的鑄鐵。在銲接上,常見的問題是龜裂及氣孔問題,故須避免:

①   硬脆的白銑層麻田散鐵組織生成,而造成龜裂現象。

②高溫加熱後,雪明碳鐵及石墨被分解及氧化而產生大量的COCO2氣體,造成氣孔。

 

鑄鐵的銲接施工法,依預熱溫度可區分為高溫預熱(熱間)及低溫預熱(冷間)銲接。高溫預熱是將母材整個預熱至500 ~ 600℃後再進行銲接,通常適用於氧乙炔銲或手銲,工件變形量大及預熱等待時間過長是其缺點;低溫預熱是在銲接部位局部施以100 ~ 200℃的預熱再進行銲接,適用於手銲或氬銲或氣體金屬電弧銲(GMAW)上,工件變形量小,但熱影響區易脆化(白銑化)

 

為了讓銲才能有效的與母材作結合,鑄鐵工件在銲接上常見的施工運用技術如下建議

 

①嵌入板、棒銲補:

為提高銲補的強度,在鑄鐵銲補材及銲接部分嵌入鋼材、鋼棒等做為補強。此類的銲接建議搭配ENiFe-CI銲條。

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植入螺栓

在銲接面先植入螺栓,並於螺栓周圍銲接,再將整個銲道銲滿。

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③鑽止裂孔

為防止銲接時的裂痕繼續成長及擴大,須於裂痕的兩端先鑽圓孔,並將裂痕磨成圓弧狀的槽後進行銲補,最後再將圓孔銲滿。

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④塗層:

龜裂的部位通常發生在溶合線附近與熱影響區的位置,對銲補不易的工件推薦用此方法處理。開槽面先以ENi-CI等級銲材做兩層之塗層銲後再進行填料。

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⑤鎚擊:

在銲接後,馬上反覆鎚擊至銲道變形,做應力釋放。榔頭須為鈍頭以防應力集中而產生裂痕。以鎚擊法做應力釋放,不建議在底道及表面道實施。

 

⑥裂痕兩側點銲:

灰鑄鐵之銲補,先在裂痕兩側以短間距做點銲使內應力釋放後再進行銲接,最後再將點銲部分研磨移除。

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