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摘要：焊接是一种对报废铸件进行有效修复的方法。铸铁含有很高的C、S，以及P，而塑性却非常低，这也就导致铸铁的焊接接头处非常容易形成白口，或者马氏体组织，最终导致裂纹的出现，同时也标志着焊接工作的失败。因此，焊接工艺逐渐得到了相关部门的高度重视。本篇文章就焊接工艺对不同基体HT250组织性能的影响进行了深入的研究。
关键词：焊接工艺；HT250粗晶区；影响
中图分类号：P755.1文献标识码：A文章编号：
随着钢铁、机械等相关行业的发展，以及社会对焊接工程的需求不断增加，焊接工艺日益得到相关部门的高度重视。白口通常并不是铸件组织所希望的，机械铸件的室温组织通常与其化学成分，以及冷却的速度有着密切的关系。这里所说的焊接工艺主要包括同质焊缝电弧热焊工艺和异质焊缝电弧冷焊工艺。异质焊缝电弧冷焊工艺与焊条成分、焊接线能量、冷却速度，以及铸铁的机体组织关系密切。
一、焊条成分造成的影响
碳原子的半径非常小，而且相对活泼，铸铁中的石墨活度大，而且属于自由态，在焊接中发生一定程度的迁移是很正常的。EZNiFe 焊条熔敷金属中包含百分之四十五到百分之六十之间的镍。镍作为能够对石墨化起到阻止作用的元素，能够有效减少在半熔化区中碳的溶解度，如果在半熔化区中，镍的含量仍然比百分之十四小，那么出现白口还是不可避免的。主要原因在于焊缝的冷却速度比较快，属于不平衡冷却的一种。因此，在焊缝中，镍的扩散速度相对较慢，粗晶区的镍含量达不到百分之十五是必然的。
EZNiFe 焊条熔敷金属中大约有百分之二的含碳量，熔合区的含碳量要远远高于焊条。所以，当冷却速度比较快时，粗晶区极易形成马氏体组织，或者白口。假如通过焊接线能量的增加来延长镍扩散的时间，将熔合区镍的含量控制在百分之十五以上，那么出现晶粒脆化是必然的。因此，EZNiFe的焊条异质焊缝，通过大能力焊接线的使用，能够将熔合区含镍量有效提高，而且还能够有效防止白口的产生。
二、基体组织造成的影响
铸铁有着不同的基体组织，因此含碳量也不尽相同。HT250大约具有百分之二点八到百分之三点二的含碳量。珠光体是主要的基体组织，其含碳量大约为百分之零点七，经过860℃的高温，白口被消除之后，基体组织大约具有百分之六十五的铁素体。铁素体的含碳量大约在万分之二以内。此外，铸铁的基体组织要想从铁素体转变成白口组织，必须要将片状的石墨融入更多的碳，溶解到半熔化区。
根据线焊接能量公式分析得出，如果焊接线的能量是相同的，基体是珠光体时，在熔合区粗晶区形成的白口需要的碳量要远远小于铸铁基体为铁素体的时候，也就是说铸铁基体为铁素体时，焊接工作在粗晶区形成的白口需要的能量比较大。这便是珠光体基体的HT250粗晶区容易得到白口组织的重要原因。
三、焊接线能量造成的影响
在液态熔池中，碳的扩散系数要远远大于固体的扩散系数。液态要想形成白口组织需要的时间相对较短。如果焊接线的能量比较大，存在熔池的时间较长，在这样的情况下，铁素体基体的粗晶区也可能会形成一定的白口组织。使用EZNiFe 焊条在温室中进行焊接，焊接线能量可以说是主要影响HT250粗晶区组织的主要因素。如果采用相对合适的焊接线能量，而且熔池的大小与熔池的深度合适，同时焊接冷却的速度正好，那么在粗晶区形成白口和马氏体组织的可能性就非常小。如果焊接线的能量较大，而且熔池大而深，同时奥氏体范围相对交款，那么形成白口与马氏体组织的可能性就相对较大。
如果电流在80A,焊接的电流非常小，焊接线的能量也相对较小，熔深较浅，在凝固之后的冷却速度相对较快，那么在粗晶区会出现一些较小的珠光体与马氏体。由于焊接线能量较小，而且片状石墨扩散的也少，所以是不会出现白口组织的。如果电流在140A，焊接线的能量相对增大，熔深也较深，石墨溶解的相对较多，因此在粗晶区也会出现莱氏体组织，而且晶粒较大。如果电流为100A到110A，那么焊接线能量与高温的停留时间都会以最佳的状态出现，熔深正好，作为基体组织的铁素体由于扩散出的碳数量不够，因此无法形成白口组织。与此同时，最佳的焊接线能量不仅能够保证适中的冷却速度，而且还能够有效控制石墨的扩散量。所以这时的粗晶区主要为铁素体与珠光体，同时还有一些细小的马氏体组织参杂其中。
四、焊缝长度与多层焊造成的影响
在铸铁焊接的过程中，对于焊缝输入热量的焊接就相当于在第一层焊缝之前对试板进行预热。如果焊接的长度较小，那么预热起到的作用也就较小，输入到铸件中的热量随之变小，同时石墨的活度也就相对较小，因而不能够形成大粒的马氏体组织，或者莱氏体组织。如果焊接的长度达到大约43厘米时，那么先焊的焊缝对于木材起到的预热作用便能够使石墨有效扩散，进而形式马氏体组织或者莱氏体组织。此外，如果焊接的焊缝越长，预热产生的温度就会越高，那么木材中输入的热量也会随之增加，进而出现较大粒的马氏体组织，或者莱氏体组织。
多层焊接的第一層（道），对于第一层（道）焊缝的形成组织有着高温退火、组织软化的作用，而且能够实现一部分的晶格畸变的消除，同时还能够使得组织应力与焊接应力的作用减小，对于退火焊道前段的软化起到一定的作用。
总结：
本篇文章从焊条成分造成的影响；基体组织造成的影响；焊接线能量造成的影响；焊缝长度与多层焊造成的影响等四个方面综合叙述了焊接工艺对不同基体HT250粗晶区组织性能的影响。在诸如钢铁、机械行业飞速发展的同时，焊接工艺日益得到了相关领域的高度重视。焊接工艺的好坏在很大程度上决定了一个相关企业的发展前途。同时，焊接工艺对不同基体的HT250粗晶区组织性能有着重要的影响，通过对其深入的研究，不仅能够促进焊接工艺的发展，更能够使其更好得为社会的发展提供服务。
参考文献：
[1]夏青.刘亚民.郭国庆.焊材和焊接工艺对灰铸铁焊接接头组织和硬度的影响[J].洛阳工学院学报.2002.23(3).
[2]化新周.贾昌申.岳海岭等.粉末喷焊代替铸铁热焊的研究[J].西安交通大学学报,1996(8).
[3]赵志康.龚出群.加热温度和保温时间对HT250铸件性能的影响[J].中国铸造装备与技术.2011(12).
[4]任振安.周振丰.孙大谦.灰铸铁同质焊缝电弧冷焊接头冷裂纹研究进展[J].焊接学报,2001(1).
关键词：焊接工艺；HT250粗晶区；影响
中图分类号：P755.1文献标识码：A文章编号：
随着钢铁、机械等相关行业的发展，以及社会对焊接工程的需求不断增加，焊接工艺日益得到相关部门的高度重视。白口通常并不是铸件组织所希望的，机械铸件的室温组织通常与其化学成分，以及冷却的速度有着密切的关系。这里所说的焊接工艺主要包括同质焊缝电弧热焊工艺和异质焊缝电弧冷焊工艺。异质焊缝电弧冷焊工艺与焊条成分、焊接线能量、冷却速度，以及铸铁的机体组织关系密切。
一、焊条成分造成的影响
碳原子的半径非常小，而且相对活泼，铸铁中的石墨活度大，而且属于自由态，在焊接中发生一定程度的迁移是很正常的。EZNiFe 焊条熔敷金属中包含百分之四十五到百分之六十之间的镍。镍作为能够对石墨化起到阻止作用的元素，能够有效减少在半熔化区中碳的溶解度，如果在半熔化区中，镍的含量仍然比百分之十四小，那么出现白口还是不可避免的。主要原因在于焊缝的冷却速度比较快，属于不平衡冷却的一种。因此，在焊缝中，镍的扩散速度相对较慢，粗晶区的镍含量达不到百分之十五是必然的。
EZNiFe 焊条熔敷金属中大约有百分之二的含碳量，熔合区的含碳量要远远高于焊条。所以，当冷却速度比较快时，粗晶区极易形成马氏体组织，或者白口。假如通过焊接线能量的增加来延长镍扩散的时间，将熔合区镍的含量控制在百分之十五以上，那么出现晶粒脆化是必然的。因此，EZNiFe的焊条异质焊缝，通过大能力焊接线的使用，能够将熔合区含镍量有效提高，而且还能够有效防止白口的产生。
二、基体组织造成的影响
铸铁有着不同的基体组织，因此含碳量也不尽相同。HT250大约具有百分之二点八到百分之三点二的含碳量。珠光体是主要的基体组织，其含碳量大约为百分之零点七，经过860℃的高温，白口被消除之后，基体组织大约具有百分之六十五的铁素体。铁素体的含碳量大约在万分之二以内。此外，铸铁的基体组织要想从铁素体转变成白口组织，必须要将片状的石墨融入更多的碳，溶解到半熔化区。
根据线焊接能量公式分析得出，如果焊接线的能量是相同的，基体是珠光体时，在熔合区粗晶区形成的白口需要的碳量要远远小于铸铁基体为铁素体的时候，也就是说铸铁基体为铁素体时，焊接工作在粗晶区形成的白口需要的能量比较大。这便是珠光体基体的HT250粗晶区容易得到白口组织的重要原因。
三、焊接线能量造成的影响
在液态熔池中，碳的扩散系数要远远大于固体的扩散系数。液态要想形成白口组织需要的时间相对较短。如果焊接线的能量比较大，存在熔池的时间较长，在这样的情况下，铁素体基体的粗晶区也可能会形成一定的白口组织。使用EZNiFe 焊条在温室中进行焊接，焊接线能量可以说是主要影响HT250粗晶区组织的主要因素。如果采用相对合适的焊接线能量，而且熔池的大小与熔池的深度合适，同时焊接冷却的速度正好，那么在粗晶区形成白口和马氏体组织的可能性就非常小。如果焊接线的能量较大，而且熔池大而深，同时奥氏体范围相对交款，那么形成白口与马氏体组织的可能性就相对较大。
如果电流在80A,焊接的电流非常小，焊接线的能量也相对较小，熔深较浅，在凝固之后的冷却速度相对较快，那么在粗晶区会出现一些较小的珠光体与马氏体。由于焊接线能量较小，而且片状石墨扩散的也少，所以是不会出现白口组织的。如果电流在140A，焊接线的能量相对增大，熔深也较深，石墨溶解的相对较多，因此在粗晶区也会出现莱氏体组织，而且晶粒较大。如果电流为100A到110A，那么焊接线能量与高温的停留时间都会以最佳的状态出现，熔深正好，作为基体组织的铁素体由于扩散出的碳数量不够，因此无法形成白口组织。与此同时，最佳的焊接线能量不仅能够保证适中的冷却速度，而且还能够有效控制石墨的扩散量。所以这时的粗晶区主要为铁素体与珠光体，同时还有一些细小的马氏体组织参杂其中。
四、焊缝长度与多层焊造成的影响
在铸铁焊接的过程中，对于焊缝输入热量的焊接就相当于在第一层焊缝之前对试板进行预热。如果焊接的长度较小，那么预热起到的作用也就较小，输入到铸件中的热量随之变小，同时石墨的活度也就相对较小，因而不能够形成大粒的马氏体组织，或者莱氏体组织。如果焊接的长度达到大约43厘米时，那么先焊的焊缝对于木材起到的预热作用便能够使石墨有效扩散，进而形式马氏体组织或者莱氏体组织。此外，如果焊接的焊缝越长，预热产生的温度就会越高，那么木材中输入的热量也会随之增加，进而出现较大粒的马氏体组织，或者莱氏体组织。
多层焊接的第一層（道），对于第一层（道）焊缝的形成组织有着高温退火、组织软化的作用，而且能够实现一部分的晶格畸变的消除，同时还能够使得组织应力与焊接应力的作用减小，对于退火焊道前段的软化起到一定的作用。
总结：
本篇文章从焊条成分造成的影响；基体组织造成的影响；焊接线能量造成的影响；焊缝长度与多层焊造成的影响等四个方面综合叙述了焊接工艺对不同基体HT250粗晶区组织性能的影响。在诸如钢铁、机械行业飞速发展的同时，焊接工艺日益得到了相关领域的高度重视。焊接工艺的好坏在很大程度上决定了一个相关企业的发展前途。同时，焊接工艺对不同基体的HT250粗晶区组织性能有着重要的影响，通过对其深入的研究，不仅能够促进焊接工艺的发展，更能够使其更好得为社会的发展提供服务。
参考文献：
[1]夏青.刘亚民.郭国庆.焊材和焊接工艺对灰铸铁焊接接头组织和硬度的影响[J].洛阳工学院学报.2002.23(3).
[2]化新周.贾昌申.岳海岭等.粉末喷焊代替铸铁热焊的研究[J].西安交通大学学报,1996(8).
[3]赵志康.龚出群.加热温度和保温时间对HT250铸件性能的影响[J].中国铸造装备与技术.2011(12).
[4]任振安.周振丰.孙大谦.灰铸铁同质焊缝电弧冷焊接头冷裂纹研究进展[J].焊接学报,2001(1).